WO2019185626A1 - Méthode et dispositif pour former un motif de matière - Google Patents

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WO2019185626A1
WO2019185626A1 PCT/EP2019/057583 EP2019057583W WO2019185626A1 WO 2019185626 A1 WO2019185626 A1 WO 2019185626A1 EP 2019057583 W EP2019057583 W EP 2019057583W WO 2019185626 A1 WO2019185626 A1 WO 2019185626A1
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WO
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ejection
pattern
layer
support
substrate portion
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PCT/EP2019/057583
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Matthias HICK
Kevin ECKES
Colin GUILLAUME
Antoine DEBLIRE
Charles-Edouard MOENS DE HASE
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Aerosint Sa
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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 a method and a device for forming a material pattern.
  • the invention can in particular be used in three-dimensional printing.
  • US5767877 A discloses a toner jet printer for printing images by manipulating individual toner particles using two-dimensional print cell arrays constructed by microelectromechanical system (MEMS) technologies.
  • the toner particles are positioned by aerodynamic forces controlled by microvalves in each printing cell, by selective or non-selective filling.
  • non-selective filling only the printing cells corresponding to a desired image are electronically addressed to eject a toner particle from an addressed cell by aerodynamic forces controlled by actuation of the valve or by heating the print cell.
  • One of the aims of the invention is to obtain a particularly fine resolution of the pattern obtained.
  • the invention provides a method for forming a material pattern on a portion of the substrate, the method comprising the following successive steps:
  • a second ejection of material from the layer of material ejecting the pattern portion onto the substrate portion and forming the pattern of material on the substrate portion.
  • the resolution of the material pattern is not limited by the diameter of a pixel of material. Indeed, this resolution depends mainly on the control over the minimum distance between the ejected pixel boundaries. Since this control can make it possible to achieve a minimum distance between the ejected pixel limits that are smaller than the diameter of a pixel, the method according to the invention makes it possible to obtain a very good resolution of the pattern of material deposited on the part of the pixel. substrate. This effect is particularly illustrated in Figure 5 of this document.
  • the best resolution allows in particular to produce patterns with edges having particularly small radii of curvature.
  • the method according to the invention allows great flexibility because the characteristics of the first and second ejections may differ.
  • the layer of material is on a support.
  • the support is able to move.
  • the support has a section which is a closed curve, so as to form a conveyor belt to have a continuous process.
  • the layer of material is present on a first side of the support.
  • the other side of the media can be called the second side of the media.
  • the support has a convex surface, for example a cylinder, at least partially delimiting an interior space.
  • the interior space preferably corresponds to the second side of the support.
  • the pattern portion of the layer comprises all the material that will be part of the pattern on the substrate portion and includes only that.
  • the portion of the ejected layer during the first ejection is part of an outline of the pattern portion and is in direct contact with the pattern portion.
  • the material ejected at the first ejection bordered at least partially the pattern portion when this material was part of the layer.
  • a pixel is an amount of material ejected, especially during the second ejection.
  • a pixel is preferably formed of a plurality of particles forming a connected element.
  • a pixel may be the amount of material ejected through an orifice of the ejection means between the beginning of a transport fluid flow pulse and the end of a transport fluid flow pulse.
  • each pixel is approximately a disk or an oval if all the corresponding material was on the support at the time of ejection of that pixel, otherwise it is preferably a disk part or an oval part.
  • the material pattern is preferably made of pixels of matter.
  • the diameter of a pixel may for example be related to the diameter of an orifice of the ejection means.
  • Each ejection may comprise a plurality of ejection steps.
  • the first material ejection ejects the material into a collector, which can be fixed or movable relative to the support.
  • At least one of the ejections is down.
  • a layer is a material structure of which parts (elements, particles, solid blocks, pasty or liquid, agglomerates, or other) are in contact with each other.
  • the layer is connected.
  • the material pattern is connected.
  • the pattern portion is connected.
  • the layer is provided on a first surface of a support.
  • This first surface is an outer surface of said support.
  • the material layer comprises contiguous pixels, the first ejection and / or the second ejection comprising pixel addressing to be ejected.
  • the ejections are preferably by "blocks" of material and not by individual particles.
  • the pixels are formed of a plurality of particles. In one embodiment, at least a portion of the material ejected during the first ejection adjacent a convex portion of the pattern portion, in particular a convex portion of the pattern portion having a radius of curvature less than the radius. of a pixel.
  • the invention is particularly useful for patterns having a portion in which a pixel can not be registered.
  • the material of the layer adjacent a concave portion of the pattern portion remains in the layer during the first ejection.
  • Each of the first and second edges may be a straight segment or may be curved.
  • the method according to the invention is particularly useful for increasing the resolution at the angles in the material pattern.
  • the first edge and the second edge form an angle other than zero, preferably less than 180 °.
  • this angle is taken as an angle with a tangent to this curve.
  • the material ejected during the first ejection adjacent a tip of the pattern portion For example, the material ejected during the first ejection adjacent a tip of the pattern portion. Considering that the first and second edges are very small, this also corresponds to any situation where the pattern part comprises a convex part, for example is a circle.
  • the material consists of particles in contact with each other.
  • the material is a powder.
  • the layer of material preferably comprises a superposition of particle layers.
  • the first ejection and / or the second ejection comprises an addressing of pixels to be ejected, the pixels being formed of a plurality of particles.
  • an ejection means may apply a transport fluid stream carrying material from the carrier, the transport fluid stream passing only predetermined portions of the carrier.
  • the provision of a layer of material comprises forming the layer of material on a support which is a sieve.
  • a sieve is a porous media (for example the sieve may have through holes in which a gas can pass).
  • At least one of the first and second ejections is performed using an ejection means.
  • the ejection means is preferably movable relative to the support.
  • the ejection means is preferably arranged to generate a transport fluid stream carrying material from the carrier, the transport fluid stream passing only predetermined portions of the carrier.
  • the layer of material adheres to the screen by suction through the screen.
  • the support is impenetrable by the material.
  • the material is therefore only on a first surface of the support, and not in the support. This allows the material ejected by the second ejection is particularly dense, avoiding a space between pieces of the pattern part.
  • the support is a sieve
  • it is preferably impenetrable by the material of the layer.
  • the particles forming the layer remain locked against a first surface of the sieve and do not penetrate the sieve.
  • a sieve allows the layer of material to be formed by on the sieve and not in the sieve or sieve cavities.
  • particles of various sizes, shapes and materials may be included in the layer against the first surface of the sieve without there being any condition on the material, size or shape of the particles.
  • the provision of a layer of material comprises forming the layer of material on a cylindrical support.
  • the support could have any shape while remaining within the scope of the invention. For example, it could be plan.
  • the method comprises a determination of the material ejected during the first ejection according to the material pattern.
  • This determination is preferably performed by a computer system. It takes place before the first ejection.
  • the method comprises moving the layer of material during the first ejection, and / or during the second ejection, and / or between the first ejection and the second ejection.
  • the support is preferably arranged to move the layer of material.
  • the first ejection takes place during a first passage of the layer of material facing the ejection device and the second ejection takes place during a subsequent passage of the layer of material facing the device. ejection. It is also possible that the first ejection takes place at a first location and the second ejection takes place at a second location. It is then preferable that the first ejection is carried out by a first part of the ejection means, and that the second ejection is carried out by a second part of the ejection means.
  • the invention further provides a three-dimensional printing method comprising the formation of a material pattern by a method according to any embodiment of the invention.
  • the invention further provides a pattern of material formed by a method according to any embodiment of the invention.
  • the invention further proposes a device for forming a material pattern on a portion of the substrate, arranged to implement a method according to any embodiment of the invention and comprising:
  • a support provided to support a layer of material, the layer of material comprising a pattern portion of the material for forming the pattern on the substrate portion;
  • a substrate comprising the substrate portion
  • An ejection means arranged to produce:
  • a second material ejection ejecting the pattern portion onto the substrate portion and forming the material pattern on the substrate portion.
  • the ejection means may comprise a first part making the first ejection and a second part performing the second ejection.
  • the first and second parts of the ejection means are not necessarily mechanically coupled to each other.
  • the device comprises a holding means arranged to retain the layer of material on the support.
  • the holding means is preferably a suction means, for example a means for creating a depression of the second side of the support relative to the first side if the support is a screen.
  • the layer of material is on a first side of the support and the ejection means is on the second side of the support.
  • the invention also proposes a three-dimensional printing system comprising at least once a device according to any embodiment of the invention, and an agglomeration means.
  • the sintering means makes it possible to adhere at least a portion of the deposited pattern to a three-dimensional printing structure, so that the material of the pattern is integrated into this three-dimensional printing structure.
  • the invention further proposes a computer program comprising instructions that drive a device according to any embodiment of the invention to be executed:
  • a first ejection of material ejecting material other than on the part of the substrate, the material ejected during the first ejection bordering at least partially the part of the pattern, and
  • a second material ejection ejecting the pattern portion onto the substrate portion and forming the material pattern on the substrate portion.
  • the invention further provides a computer readable medium on which is recorded this program.
  • the invention proposes a device for forming a pattern of material on a portion of the substrate and comprising:
  • a support provided to support a layer of material, the layer of material comprising a pattern portion of the material for forming the pattern on the substrate portion, the support being a sieve, the layer of material being first side of the support,
  • An ejection means arranged to generate a flow of transport fluid through the support, and located on a second side of the support which is opposite the first side of the support, the device being arranged so that the flow of transport fluid conveys material from the support to the substrate portion and passes through only predetermined portions of the support, the ejection means having one or more orifices directed toward the support and arranged to guide the flow of transport fluid.
  • the presence of at least one orifice in the ejection means makes it possible to obtain a particularly good resolution of the material pattern because it makes it possible to precisely direct the flow of transport fluid.
  • the device is arranged to control the passage of the transport fluid flow through the orifices.
  • each orifice is connected to a valve.
  • the ejection means comprises ejection nozzles and each ejection nozzle terminates in one of the orifices.
  • the device is arranged to move the layer of material relative to the ejection means and / or to the substrate portion.
  • the speed of displacement of the layer of material can be adapted to obtain a particular effect. For example, the resolution can be improved by decreasing this speed.
  • the device is arranged to move the ejection means with respect to the layer of material and / or to the substrate part.
  • the speed of movement of the ejection means may be adapted to achieve a particular effect.
  • the ejection means comprises orifices arranged in at least a first direction and / or a second direction, and is offset relative to the support in a third direction, each of the three directions being perpendicular to the other two.
  • the flow of transport fluid is essentially in the third direction.
  • the layer of material advances in the first direction in the area where the material is ejected from the layer.
  • the third direction is preferably the vertical direction.
  • the device is arranged to perform at least one of the following operations:
  • a translation of the ejection means along an axis parallel to the first direction A translation of the ejection means along an axis parallel to the second direction,
  • the invention further proposes a three-dimensional printing system comprising at least once the device according to one of the embodiments of the invention, and an agglomeration means.
  • FIG. 1 is a flowchart schematizing a method according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a series of top views showing steps of an exemplary embodiment of the method according to FIG. 1,
  • FIG. 3 is a series of sectional views along the line A-A of FIG. 2a, representing steps of an embodiment of the method according to FIG. 1,
  • FIG. 4 is a series of sectional views showing steps of an exemplary embodiment of the method according to FIG. 1,
  • FIG. 5 illustrates various possible configurations of pixels ejected during a first ejection and a part of the pattern ejected during a second ejection
  • FIG. 6 is a vertical sectional view of a device for forming a pattern of material on a portion of a substrate according to one embodiment of the invention
  • FIG. 7 illustrates a particular configuration of the device represented in FIG. 6,
  • first and second serve only to differentiate the different elements and do not imply order between these elements.
  • a first aspect of the invention relates in particular to a method 1 for forming a pattern 61 of material on a portion of the substrate 60, and a device 3 that can be used in the context of this method.
  • Figures 1, 2, 3 and 4 illustrate a method 1 according to one embodiment of the invention.
  • An object of method 1 is to form a pattern 61 of material on a portion of substrate 60.
  • Pattern 61 preferably forms a relatively flat object.
  • Method 1 consists of three main steps. It may include other steps or its three steps could be included in a more general method, for example a 2D or 3D printing method.
  • the method 1 may use a device 3 according to the invention, which comprises a support 10, a substrate which comprises the substrate portion 60, and an ejection means 40.
  • the device 3 may be used to Many other purposes than the realization of the method 1.
  • the ejection means 40 may comprise orifices 41, as illustrated in Figures 6, 8.
  • the material ejected through an orifice 41 may be called "pixel".
  • a first step of method 1 is to provide 200 a layer 20 of material, preferably on the support 10. This step is illustrated in Figures 2a, 3a and 4a.
  • the layer 20 is on a first side 101 of the support 10, on a first surface thereof.
  • the other side of the support 10 may be called the second side 102.
  • the layer 20 of material is preferably without holes and uniform.
  • the material is preferably composed of particles. She could be in any other form while remaining within the scope of the present invention. For example, it could be in the form of paste or viscous liquid.
  • the support 10 is preferably a sieve.
  • the support 10 is preferably plane ( Figure 3) or cylindrical ( Figure 4). It could have any other form while remaining within the scope of the invention.
  • the supply 200 of the layer 20 of material may comprise feeding a reservoir 80 of material and a movement of the support 10 (for example a rotation) causes the formation of the layer 20, for example by scraping using a scraper 86.
  • the layer 20 is held on the screen by suction by a lower pressure of the second side 102 of the sieve that the first side 101.
  • the device 3 according to the invention may comprise a means of suction, preferably located on the second side 102 of the support 10, for example inside the support 10 if it is cylindrical.
  • the layer 20 of material comprises material which will form the pattern 61 on the substrate portion 60 and which may be referred to as a pattern portion 21.
  • This pattern portion 21 is shown in dashed lines in Figure 2a to show that preferably, before the first ejection 201, it is indistinguishable from the rest of the layer 20.
  • a second step of the method 1 is a first ejection 201 of material, which ejects a portion of the layer 20 so that the ejected material 31 arrives elsewhere than on the substrate portion 60, so that is not part of reason 61.
  • This step is illustrated in Figures 2b, 3b and 4b.
  • the material ejected during the first ejection 201 may arrive in a manifold 30.
  • the hollows due to the first ejection are referenced 22 in Figures 2b and 3b, and references 22a, 22b and 22c in Figure 4b.
  • the first ejection 201 is made using the ejection means 40. This is preferably the second side 102 of the support 10.
  • the ejection means 40 generates a flow of transport fluid 2 carrying material from the support 10.
  • the transport fluid stream 2 passes through only predetermined portions of the support 10.
  • the first ejection 201 may comprise a plurality of ejection steps. For example, it is clear that the recesses 22a to 22c shown in FIG. 4b have been created successively, as a function of the rotation of the support 10 because there is a displacement of the layer 20 during the first ejection 201.
  • the first ejection 201 is preceded by a determination of the material to be ejected 31 during the first ejection 201.
  • This determination is based on information concerning the pattern 61 of material, in particular on the shape of this pattern. 61. It can be based on other information, such as device characteristics 3, resolution specifications, characteristics of the material, etc.
  • This determination is preferably performed by computer software.
  • the pattern portion 21 has a periphery consisting of edges.
  • the ejected material 31 during the first ejection 201 preferably comprises the material which abuts a first edge 24 and a second edge 25 of this periphery, and which is outside the pattern portion 21.
  • the first 24 and second 25 edges can be rectilinear or curved.
  • the first 24 and second 25 edges are preferably one after the other.
  • the first 24 and second 25 edges are preferably an angle ⁇ ( Figure 5) other than zero, more preferably less than 180 °.
  • the pattern portion 21 may have convex portions 26, which are projecting portions, such as protuberances or points, of the pattern portion 21.
  • convex portions 26 are projecting portions, such as protuberances or points, of the pattern portion 21.
  • the pattern portion 21 may have concave portions 27, which surround hollows of the pattern portion 21.
  • the first ejection 201 does not eject the portions of the layer 20 which abut the concave portions 27 of the pattern part 21.
  • a third step of the method 1 is a second ejection 202 of material, which ejects a portion of the layer 20 so that the ejected material arrives on the substrate portion 60, so that it forms the pattern 61.
  • This step is illustrated in Figures 2c, 3c and 4c.
  • the second ejection 202 is done using the ejection means 40.
  • the flow of transport fluid 2 generated by the ejection means 40 passes through only predetermined portions of the support 10, so that ejecting the material of the pattern 61.
  • Figures 2c, 3c and 4c show the hole 23 or 23c in the layer 20 resulting from the first ejection 201 and at least a portion of the second ejection 202.
  • FIG. 4c also makes it possible to illustrate a displacement of the layer 20 during the second ejection 202.
  • the reference 61c corresponds to a first piece of the pattern 61. Other pieces may be deposited later during the rotation of the support. 10. For example, a piece next to the recess 22a and another piece adjacent the recess 22b may be ejected onto the substrate 60.
  • Figures 3c and 4c illustrate in particular the position 62 or 62c that occupied the material of the pattern 61 before the second ejection 202.
  • the support 10 has a return back. This means that the first ejection 201 takes place during a first passage of the layer 20 of material facing the ejection device 40 and the second ejection 202 takes place during a subsequent passage of the layer 20 of material facing the device ejection 40.
  • first ejection 201 takes place in a first location of the support 10, for example horizontally to the right, and that the second ejection 202 takes place towards the low.
  • first ejection 201 takes place in a first location of the support 10, for example horizontally to the right
  • second ejection 202 takes place towards the low.
  • the second ejection 202 for a piece next to the recess 22a could then be done approximately at the same time as the first ejection 201 corresponding to the part 22c .
  • the device 3 may include a vacuum cleaner 85 for removing at least a portion of the layer 20. It allows cleaning the support 10. It is particularly useful if the support 10 is a sieve and if the layer 20 is made of powder retained on the screen by suction from the second side 102 of the support 10.
  • FIGS. 5a, 5b and 5c illustrate various possible configurations of the pattern portion 21 and pixels 29 forming part of the ejected material 31 during the first ejection 201. Although the pixels are represented as circular, it may happen that part of the layer having already been removed, a pixel 29 is only a part of disk. This occurs especially when pixels 29 overlap.
  • FIG. 5a illustrates a situation where the pattern portion 21 comprises a concave portion 26 delimited by a first edge 24 and a second edge 25 forming an angle ⁇ of less than 180 °. It can be seen that the pattern portion 21, and therefore the pattern 61, may have a dimension 28 smaller than the diameter of a pixel 29.
  • Figure 5b illustrates a situation where the pattern portion 21 is concave.
  • the periphery of the pattern portion 21 includes a first edge 24 and a second edge 25 at an angle ⁇ of less than 180 °.
  • FIG. 5c illustrates a situation where the pattern portion 21 is smaller than a pixel 29.
  • the pattern 61 sought is in fact approximately a point on the substrate portion 60. It can be seen that the method according to the invention allows the formation of a particularly small pattern 61.
  • a second aspect of the invention relates in particular to a device 4 as illustrated in FIGS. 6, 7 and 8.
  • the characteristics described as relating to the device 4 according to the second aspect of the invention may also be present in a device 3 according to the first aspect of the invention.
  • the features described as relating to the device 3 according to the first aspect of the invention may also be present in a device 4 according to the second aspect of the invention.
  • a first direction 1001 which is the movement direction 1001 of the layer 20 of material in the area of the support 10 in which ejection occurs by the ejection device 40,
  • the third direction 1003 is preferably vertical.
  • the first 1001 and second 1002 directions are preferably horizontal.
  • Figure 6 is a vertical sectional view of a device 4 for forming a pattern 61 of material on a substrate portion 60 according to an embodiment of the second aspect of the invention.
  • the device 4 preferably comprises:
  • a support 10 provided for supporting a layer 20 of material, the layer 20 of material comprising a pattern portion 21 made of the material for forming the pattern 61 on the substrate portion 60, the support 10 being a sieve, the layer 20 of material lying on a first side 101 of the support 10,
  • An ejection means 40 arranged to generate a flow of transport fluid 2 through the support 10, and located on a second side 102 of the support 10 which is opposite to the first side 101 of the support 10, the fluid flow of transport 2 being provided to transport material from the support 10 to the substrate portion 60 and to pass through only predetermined portions of the support 10, the ejection means 40 having one or more orifices 41 directed towards the support 10 and arranged to guide the flow of transport fluid 2.
  • the ejection means 40 comprises orifices 41 arranged in at least one of the first 1001 and second 1002 directions.
  • each orifice 41 is connected to a fluid communication means 42, for example to a pipe.
  • a fluid communication means 42 for example to a pipe.
  • the device 4 is arranged to be able to move at least one of the following elements with respect to one or more of the others:
  • the layer 20 of material is the layer 20 of material.
  • the ejection means 40 and
  • the device 4 is arranged to perform at least one of the following operations, or any combination thereof:
  • FIG. 7 illustrates a particular configuration of the device 4 represented in FIG. 6. This configuration is also particularly suitable for implementing the method illustrated in FIG. 4.
  • the support 10 is essentially a cylinder axis parallel to the second direction 1002.
  • the ejection means 40 has a surface according to the first 1001 and second 1002 directions from which the openings 41 open.
  • the flow of transport fluid 2 has a component along the third direction 1003.
  • FIG. 8 illustrates various configurations of the orifice (s) 41 on the ejection means 40. These configurations are compatible with the first and second aspects of the invention.
  • the ejection means 40 comprises only one orifice 41 rectilinear and parallel to the second direction. This allows you to transfer a line in one go.
  • the orifices 41 are aligned, preferably in the second direction 1002. This makes it possible to selectively transfer each of the pixels of the line.
  • the orifices 41 are on two lines, staggered, that is to say with an offset between the lines. This makes it possible to increase the density of the orifices 41 because the space requirement is smaller.
  • the orifices 41 are in three lines, staggered, that is to say with an offset between the lines. This makes it possible to further increase the density of the orifices 41 because the bulk is smaller.
  • the orifices 41 are in four rows, staggered, that is to say with an offset between the lines, and the holes 41 which follow are aligned in an oblique. This makes it possible to further increase the density of the orifices 41 because the bulk is smaller.
  • the orifices 41 are in four lines, staggered, that is to say with an offset between the lines, and the orifices 41 which do not follow are not aligned in an oblique.
  • the positions in the second and third lines are reversed. This makes it possible to have another pixel deposition sequence than the 505 configuration.
  • the ejection means 40 may be vibrations in the second direction 1002, or a movement back and forth in the second direction 1002, in the manner of ink jet printers. In the latter case, if the advance in the first direction 1001 is imposed, it is preferable to impose a minimum precision in the first direction 1001.
  • a slight vibratory movement in the second direction 1002 of the printing means 40 allows each orifice 41 to cover a larger printing area. We gain then in precision and speed of printing. This can especially be used if the ejection means 40 is essentially fixed.
  • the ejection means 40 may comprise only one substantially circular orifice 41. It is then preferred that this orifice 41 performs round trips in the second direction 1002.
  • the resolution thus depends in particular on the positioning resolution in the second direction 1002, which is generally very good.
  • the speed of the process is however relatively low.
  • the ejection means 40 may be arranged so that the orifice 41 or the orifices 41 have an adaptable size.
  • the orifices 41 may be enlarged when the pattern 61 is large, or for a low resolution and high speed, and be narrowed when the pattern 61 requires a high resolution. This can be done for example via a diaphragm or a valve that opens more or less.
  • each orifice 41 be consisting of a set of small holes that are open or closed depending on the chosen resolution.
  • the invention relates to a method 1 and a device 3 for depositing a pattern 61 of material from a support 10 on a part of the substrate 60.
  • the deposition 202 of the The material forming the pattern 61 is preceded by a pre-ejection 201 which ejects material which abuts, on the support 10, the material intended to form the pattern 61.
  • the invention relates to a device 4 for depositing a pattern 61 of material from a support 10 on a substrate portion 60.

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Abstract

L'invention concerne une méthode et un dispositif (3) pour déposer un motif (61c) de matière depuis un support (10) sur une partie de substrat (60). La déposition (202) de la matière formant le motif (61c) est précédée d'une éjection préalable qui éjecte de la matière qui jouxte, sur le support (10), la matière destinée à former le motif (61c).

Description

Méthode et dispositif pour former un motif de matière
Domaine technique
[0001] Selon un premier aspect, la présente invention concerne une méthode et un dispositif pour former un motif de matière. L’invention peut notamment être utilisée en impression tridimensionnelle.
Art antérieur
[0002] Il est connu de former un motif de matière. Il est souhaitable d’obtenir la résolution la plus grande possible sur le motif formé, mais celle-ci peut être limitée par des caractéristiques de la méthode et du dispositif utilisés pour former ce motif.
[0003] Le document US5767877 A décrit une imprimante à jet de toner pour imprimer des images en manipulant des particules de toner individuelles à l'aide de matrices de cellules d'impression bidimensionnelles construites par des technologies de systèmes micro-électromécaniques (MEMS). Les particules de toner sont positionnées par des forces aérodynamiques contrôlées par des microvalves dans chaque cellule d'impression, par remplissage sélectif ou non sélectif. En cas de remplissage non sélectif, seules les cellules d'impression correspondant à une image souhaitée sont adressées électroniquement pour éjecter une particule de toner d'une cellule adressée par des forces aérodynamiques contrôlées par l'actionnement de la vanne ou par le chauffage de la cellule d'impression. Résumé de l’invention
[0004] Un des buts de l’invention est d’obtenir une résolution particulièrement fine du motif obtenu.
[0005] A cet effet, selon un premier aspect, l’invention propose une méthode pour former un motif de matière sur une partie de substrat, la méthode comprenant les étapes successives suivantes:
• une fourniture d’une couche de matière, la couche de matière comprenant une partie de motif constituée de la matière destinée à former le motif sur la partie de substrat, • une première éjection de matière depuis la couche de matière, éjectant de la matière ailleurs que sur la partie de substrat, la matière éjectée lors de la première éjection bordant au moins partiellement la partie de motif, et
• une deuxième éjection de matière depuis la couche de matière, éjectant la partie de motif sur la partie de substrat et formant le motif de matière sur la partie de substrat.
[0006] Grâce à la méthode selon l’invention, la résolution du motif de matière n’est pas limitée par le diamètre d’un pixel de matière. En effet, cette résolution dépend principalement de la maîtrise sur la distance minimale entre les limites de pixels éjectés. Comme cette maîtrise peut permettre d’atteindre une distance minimale entre les limites de pixels éjectés plus faible que le diamètre d’un pixel, la méthode selon l’invention permet d’obtenir une très bonne résolution du motif de matière déposé sur la partie de substrat. Cet effet est notamment illustré à la figure 5 du présent document.
[0007] La meilleure résolution permet notamment de fabriquer des motifs avec des bords présentant des rayons de courbures particulièrement petits.
[0008] En outre, la méthode selon l’invention permet une grande flexibilité car les caractéristiques de la première et de la deuxième éjections peuvent différer.
[0009] La couche de matière est sur un support. De préférence, le support est apte à se mouvoir. De préférence, le support a une section qui est une courbe fermée, de façon à former une courroie de convoyage pour avoir un processus continu. La couche de matière est présente d’un premier côté du support. L’autre côté du support peut être appelé deuxième côté du support.
[0010] De préférence, le support a une surface convexe, par exemple un cylindre, délimitant au moins partiellement un espace intérieur. L’espace intérieur correspond de préférence au deuxième côté du support.
[0011] De préférence, la partie de motif de la couche comprend toute la matière qui fera partie du motif sur la partie de substrat et ne comprend que cela.
[0012] La partie de la couche éjectée lors de la première éjection fait partie d’un contour de la partie de motif et est en contact direct avec la partie de motif. La matière éjectée lors de la première éjection bordait au moins partiellement la partie de motif quand cette matière faisait partie de la couche.
[0013] Dans le cadre du présent document, un pixel est une quantité de matière éjectée, en particulier lors de la deuxième éjection. Un pixel est préférentiellement formé d’une pluralité de particules formant un élément connexe. Par exemple, un pixel peut être la quantité de matière éjectée grâce à un orifice du moyen d’éjection entre le début d’une impulsion de flux de fluide de transport et la fin d’une impulsion de flux de fluide de transport. De préférence, chaque pixel est approximativement un disque ou un ovale si toute la matière correspondant était sur le support au moment de l’éjection de ce pixel, sinon, il est de préférence une partie de disque ou une partie d’ovale. Le motif de matière est préférentiellement constitué de pixels de matière. Le diamètre d’un pixel peut par exemple être lié au diamètre d’un orifice du moyen d’éjection.
[0014] Chaque éjection peut comprendre une pluralité d’étapes d’éjection. En outre, suite à la deuxième éjection, il est possible de refaire une première éjection et une deuxième éjection.
[0015] De préférence, la première éjection de matière éjecte de la matière dans un collecteur, qui peut être fixe ou mobile par rapport au support.
[0016] De préférence, au moins une des éjections se fait vers le bas.
[0017] Une couche est une structure de matière dont des parties (éléments, particules, blocs solides, pâteux ou liquides, agglomérats, ou autres) sont en contact les uns avec les autres. De préférence, la couche est connexe. De préférence, le motif de matière est connexe. De préférence, la partie de motif est connexe.
[0018] De préférence, la couche est fournie sur une première surface d’un support. Cette première surface est une surface extérieure dudit support.
[0019] Dans un mode de réalisation, la couche de matière comprend des pixels accolés, la première éjection et/ou la deuxième éjection comprenant un adressage de pixels à éjecter. En effet, dans l’invention, les éjections se font préférentiellement par « blocs » de matière et non par particules individuellement.
[0020] Dans un mode de réalisation, les pixels sont formés d’une pluralité de particules. [0021] Dans un mode de réalisation , au moins une partie de la matière éjectée lors de la première éjection jouxte une partie convexe de la partie de motif, en particulier une partie convexe de la partie de motif ayant un rayon de courbure inférieur au rayon d’un pixel.
[0022] Par exemple, au moins une partie de la matière éjectée lors de la première éjection jouxte une portion de la partie de motif ayant une dimension inférieure au diamètre d’un pixel.
[0023] L’invention est particulièrement utile pour les motifs ayant une portion dans laquelle un pixel ne peut pas être inscrit.
[0024] Dans un mode de réalisation , la matière de la couche jouxtant une partie concave de la partie de motif reste dans la couche lors de la première éjection.
[0025] Dans un mode de réalisation , au moins une partie de la matière éjectée lors de la première éjection jouxte un premier bord et un deuxième bord de la partie de motif, le premier bord et le deuxième bord se suivant le long d’un pourtour de la partie de motif et faisant un angle différent de zéro.
[0026] Chacun des premier et deuxième bords peut être un segment de droite ou peut être courbe.
[0027] La méthode selon l’invention est particulièrement utile pour augmenter la résolution au niveau des angles dans le motif de matière.
[0028] Dans un mode de réalisation , le premier bord et le deuxième bord font un angle différent de zéro, de préférence inférieur à 180°.
[0029] Si au moins un des bords est courbe, cet angle est pris comme un angle avec une tangente à cette courbe.
[0030] Par exemple, la matière éjectée lors de la première éjection jouxte une pointe de la partie de motif. En considérant que les premier et deuxième bords sont très petits, ceci correspond aussi à toute situation où la partie de motif comprend une partie convexe, par exemple est un cercle.
[0031] Dans un mode de réalisation , la matière est constituée de particules en contact les unes avec les autres. Par exemple, la matière est une poudre. La couche de matière comprend de préférence une superposition de strates de particules. [0032] Dans un mode de réalisation , la première éjection et/ou la deuxième éjection comprend un adressage de pixels à éjecter, les pixels étant formés d’une pluralité de particules. La méthode est en effet particulièrement intéressante dans une situation où les particules sont adressées de façon groupée et non individuellement. Par exemple, un moyen d’éjection peut appliquer un flux de fluide de transport transportant de la matière à partir du support, , le flux de fluide de transport ne traversant que des parties prédéterminées du support.
[0033] Dans un mode de réalisation , la fourniture d’une couche de matière comprend de former la couche de matière sur un support qui est un tamis.
[0034] Dans le cadre du présent document, un tamis est un média poreux (par exemple le tamis peut comporter des trous traversants dans lesquels un gaz peut passer).
[0035] Dans un mode de réalisation , au moins une des première et deuxième éjections est réalisée à l’aide d’un moyen d’éjection. Le moyen d’éjection est préférentiellement mobile par rapport au support. Le moyen d’éjection est préférentiellement agencé pour générer un flux de fluide de transport transportant de la matière à partir du support, le flux de fluide de transport ne traversant que des parties prédéterminées du support.
[0036] Dans un mode de réalisation , la couche de matière adhère sur le tamis par aspiration au travers du tamis.
[0037] Tout autre moyen pour maintenir la couche de matière sur le support est possible : gravitation, force électrostatique, force de contact, force de Van der Waals, force capillaire, force magnétique...
[0038] Dans un mode de réalisation , le support est impénétrable par la matière. La matière est donc uniquement sur une première surface du support, et non dans le support. Cela permet que la matière éjectée par la deuxième éjection soit particulièrement dense, évitant un espace entre morceaux de la partie de motif.
[0039] Si le support est un tamis, il est préférentiellement impénétrable par la matière de la couche. Par exemple, les particules formant la couche restent bloquées contre une première surface du tamis et ne pénètrent pas dans le tamis. Un tamis permet que la couche de matière soit formée par de la matière s'amassant sur le tamis et non dans le tamis ou dans des cavités du tamis. Ainsi, par exemple, des particules de tailles, formes et matériaux variés peuvent être incluses dans la couche contre la première surface du tamis sans qu’il n'y ait de condition sur le matériau, la taille ou la forme des particules.
[0040] Dans un mode de réalisation , la fourniture d’une couche de matière comprend de former la couche de matière sur un support cylindrique.
[0041] Le support pourrait avoir toute forme tout en restant dans le cadre de l’invention. Par exemple, il pourrait être plan.
[0042] Dans un mode de réalisation , la méthode comprend une détermination de la matière éjectée lors de la première éjection en fonction du motif de matière.
[0043] Cette détermination est de préférence réalisée par un système informatique. Elle a lieu avant la première éjection.
[0044] Dans un mode de réalisation , la méthode comprend de déplacer la couche de matière pendant la première éjection, et/ou pendant la deuxième éjection, et/ou entre la première éjection et la deuxième éjection.
[0045] Le support est préférentiellement agencé pour déplacer la couche de matière.
[0046] Ce déplacement peut avoir lieu quelle que soit la géométrie du support.
[0047] Par exemple, la première éjection a lieu lors d’un premier passage de la couche de matière face au dispositif d’éjection et la deuxième éjection a lieu lors d’un passage ultérieur de la couche de matière face au dispositif d’éjection. Il est aussi possible que la première éjection ait lieu à une première localisation et la deuxième éjection ait lieu à une deuxième localisation. Il est alors préférable que la première éjection soit réalisée par une première partie du moyen d’éjection, et que la deuxième éjection soit réalisée par une deuxième partie du moyen d’éjection.
[0048] L’invention propose en outre une méthode d’impression tridimensionnelle comprenant la formation d’un motif de matière par une méthode selon un mode de réalisation quelconque de l’invention.
[0049] L’invention propose en outre un motif de matière formé par une méthode selon un mode de réalisation quelconque de l’invention. [0050] L’invention propose en outre un dispositif pour former un motif de matière sur une partie de substrat, agencé pour mettre en œuvre une méthode selon un mode de réalisation quelconque de l’invention et comprenant :
• un support prévu pour supporter une couche de matière, la couche de matière comprenant une partie de motif constituée de la matière destinée à former le motif sur la partie de substrat,
• un substrat comprenant la partie de substrat, et
• un moyen d’éjection agencé pour réaliser :
o une première éjection de matière, éjectant de la matière ailleurs que sur la partie de substrat, la matière éjectée lors de la première éjection bordant au moins partiellement la partie de motif, et
o une deuxième éjection de matière, éjectant la partie de motif sur la partie de substrat et formant le motif de matière sur la partie de substrat.
[0051] Le moyen d’éjection peut comprendre une première partie réalisant la première éjection et une deuxième partie réalisant la deuxième éjection. La première et la deuxième parties du moyen d’éjection ne sont pas nécessairement couplées mécaniquement l’une à l’autre.
[0052] De préférence, le dispositif comprend un moyen de maintien agencé pour retenir la couche de matière sur le support. Le moyen de maintien est de préférence un moyen d’aspiration, par exemple un moyen pour créer une dépression du deuxième côté du support par rapport au premier côté si le support est un tamis.
[0053] De préférence, la couche de matière est d’un premier côté du support et le moyen d’éjection est du deuxième côté du support.
[0054] L’invention propose en outre un système d'impression tridimensionnelle comprenant au moins une fois un dispositif selon un mode de réalisation quelconque de l’invention, et un moyen d'agglomération
[0055] Le moyen d'agglomération permet de faire adhérer au moins une partie du motif déposé à une structure d'impression tridimensionnelle, de façon à ce que la matière du motif soit intégrée dans cette structure d'impression tridimensionnelle. [0056] L’invention propose en outre un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent un dispositif selon un mode de réalisation quelconque de l’invention à exécuter :
• une première éjection de matière, éjectant de la matière ailleurs que sur la partie de substrat, la matière éjectée lors de la première éjection bordant au moins partiellement la partie de motif, et
• une deuxième éjection de matière, éjectant la partie de motif sur la partie de substrat et formant le motif de matière sur la partie de substrat.
[0057] L’invention propose en outre un support lisible par ordinateur sur lequel est enregistré ce programme.
[0058] Selon un deuxième aspect de l’invention, l’invention propose un dispositif pour former un motif de matière sur une partie de substrat et comprenant :
• un support prévu pour supporter une couche de matière, la couche de matière comprenant une partie de motif constituée de la matière destinée à former le motif sur la partie de substrat, le support étant un tamis, la couche de matière se trouvant d’un premier côté du support,
• un moyen d’éjection agencé pour générer un flux de fluide de transport à travers le support, et situé d’un deuxième côté du support qui est opposé au premier côté du support, le dispositif étant agencé pour que le flux de fluide de transport transporte de la matière depuis le support vers la partie de substrat et ne traverse que des parties prédéterminées du support, le moyen d’éjection comportant un ou plusieurs orifices dirigés vers le support et agencés pour guider le flux de fluide de transport.
[0059] La présence d’au moins un orifice dans le moyen d’éjection permet d’obtenir une résolution particulièrement bonne du motif de matière car il permet de diriger précisément le flux de fluide de transport.
[0060] Le dispositif est agencé pour pouvoir contrôler le passage du flux de fluide de transport par les orifices. De préférence, chaque orifice est relié à une vanne.
[0061] Selon différents modes de réalisation, qui peuvent être pris ensemble ou séparément : - Le moyen d’éjection comprend des buses d’éjection et chaque buse d’éjection se termine par un des orifices.
-Le dispositif est agencé pour déplacer la couche de matière par rapport au moyen d’éjection et/ou à la partie de substrat. La vitesse de déplacement de la couche de matière peut être adaptée pour obtenir un effet particulier. Par exemple, la résolution peut être améliorée en diminuant cette vitesse.
-Le dispositif est agencé pour déplacer le moyen d’éjection par rapport à la couche de matière et/ou à la partie de substrat. La vitesse de déplacement du moyen d’éjection peut être adaptée pour obtenir un effet particulier.
-Le moyen d’éjection comprend des orifices disposés dans au moins une première direction et/ou une deuxième direction, et est décalé par rapport au support dans une troisième direction, chacune des trois directions étant perpendiculaire aux deux autres.
-Le flux de fluide de transport est essentiellement selon la troisième direction. De préférence, la couche de matière avance dans la première direction dans la zone où la matière est éjectée de la couche. La troisième direction est de préférence la direction verticale.
-Le dispositif est agencé pour réaliser au moins une des opérations suivantes :
• une rotation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la première direction,
• une rotation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la deuxième direction,
• une rotation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la troisième direction,
• une vibration du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la première direction,
• une vibration du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la deuxième direction,
• une vibration du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la troisième direction,
• une translation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la première direction, • une translation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la deuxième direction,
• une translation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la troisième direction.
[0062] N’importe quelle combinaison d’au moins deux de ces opérations est possible. La rotation du moyen d’éjection selon un axe parallèle à la troisième direction permet d’augmenter ou diminuer la résolution.
[0063] L’invention propose en outre un système d'impression tridimensionnelle comprenant au moins une fois le dispositif selon un des modes de réalisation de l’invention, et un moyen d'agglomération.
Brève description des figures
[0064] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est un organigramme schématisant une méthode selon un mode de réalisation de l’invention,
- la figure 2 est une série de vues du haut représentant des étapes d’un exemple de réalisation de la méthode selon la figure 1 ,
- la figure 3 est une série de vues en coupe, selon la ligne A-A de la figure 2a, représentant des étapes d’un exemple de réalisation de la méthode selon la figure 1 ,
- la figure 4 est une série de vues en coupe représentant des étapes d’un exemple de réalisation de la méthode selon la figure 1 ,
- la figure 5 illustre différentes configurations possibles de pixels éjectés lors d’une première éjection et d’une partie de motif éjectée lors d’une deuxième éjection,
- la figure 6 est une vue en coupe verticale d’un dispositif pour former un motif de matière sur une partie de substrat selon un mode de réalisation de l’invention,
- la figure 7 permet d’illustrer une configuration particulière du dispositif représenté à la figure 6, et
- la figure 8 permet d’illustrer différentes configuration du ou des orifice(s) sur le moyen d’éjection. Modes de réalisation de l’invention
[0065] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.
[0066] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments.
[0067] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.
[0068] Un premier aspect de l’invention concerne notamment une méthode 1 pour former un motif 61 de matière sur une partie de substrat 60, et un dispositif 3 pouvant être utilisé dans le cadre de cette méthode.
[0069] Les figures 1 , 2, 3 et 4 illustrent une méthode 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Un objectif de la méthode 1 est de former un motif 61 de matière sur une partie de substrat 60. Le motif 61 forme de préférence un objet relativement plat. La méthode 1 comprend trois étapes principales. Elle peut comprendre d’autres étapes ou ses trois étapes pourraient être incluses dans une méthode plus générale, par exemple une méthode d’impression 2D ou 3D.
[0070] La méthode 1 peut faire appel à un dispositif 3 selon l’invention, qui comprend un support 10, un substrat qui comprend la partie de substrat 60, et un moyen d’éjection 40. Le dispositif 3 peut être utilisé à de nombreux autres buts que la réalisation de la méthode 1. Le moyen d’éjection 40 peut comprendre des orifices 41 , tels qu’illustrés aux figures 6, 8. La matière éjectée par un orifice 41 peut être appelée « pixel ».
[0071] Une première étape de la méthode 1 est de fournir 200 une couche 20 de matière, de préférence sur le support 10. Cette étape est illustrée aux figures 2a, 3a et 4a. La couche 20 se trouve d’un premier côté 101 du support 10, sur une première surface de celui-ci. L’autre côté du support 10 peut être dénommé deuxième côté 102. La couche 20 de matière est préférentiellement sans trou et uniforme. La matière est préférentiellement constituée de particules. Elle pourrait être sous toute autre forme tout en restant dans le cadre de la présente invention. Par exemple, elle pourrait être sous forme de pâte ou de liquide visqueux.
[0072] Le support 10 est de préférence un tamis. Le support 10 est de préférence plan (figure 3) ou cylindrique (figure 4). Il pourrait avoir toute autre forme tout en restant dans le cadre de l’invention.
[0073] La fourniture 200 de la couche 20 de matière peut comprendre d’alimenter un réservoir 80 en matière et qu’un mouvement du support 10 (par exemple une rotation) entraîne la formation de la couche 20, par exemple grâce à un raclage à l’aide d’un racloir 86.
[0074] De préférence, la couche 20 est maintenue sur le tamis par aspiration grâce à une pression plus faible du deuxième côté 102 du tamis que du premier côté 101. A cet effet, le dispositif 3 selon l’invention peut comprendre un moyen d’aspiration, de préférence situé du deuxième côté 102 du support 10, par exemple à l’intérieur du support 10 s’il est cylindrique.
[0075] La couche 20 de matière comprend de la matière qui formera le motif 61 sur la partie de substrat 60 et qui peut être appelée partie de motif 21. Cette partie de motif 21 est illustrée en pointillés à la figure 2a afin de montrer que, préférentiellement, avant la première éjection 201 , elle n’est pas distinguable du reste de la couche 20.
[0076] Une deuxième étape de la méthode 1 est une première éjection 201 de matière, qui éjecte une partie de la couche 20 de façon à ce que la matière éjectée 31 arrive ailleurs que sur la partie de substrat 60, de sorte qu’elle ne fasse pas partie du motif 61 . Cette étape est illustrée aux figures 2b, 3b et 4b. Par exemple, la matière éjectée lors de la première éjection 201 peut arriver dans un collecteur 30. Les creux dus à la première éjection portent la référence 22 aux figures 2b et 3b, et les références 22a, 22b et 22c à la figure 4b.
[0077] La première éjection 201 se fait à l’aide du moyen d’éjection 40. Celui-ci se trouve de préférence du deuxième côté 102 du support 10. Dans un mode de réalisation de l’invention, le moyen d’éjection 40 génère un flux de fluide de transport 2 transportant de la matière à partir du support 10. De préférence, le flux de fluide de transport 2 ne traverse que des parties prédéterminées du support 10. [0078] La première éjection 201 peut comprendre une pluralité d’étapes d’éjection. Par exemple, il est clair que les creux 22a à 22c représentés à la figure 4b ont été créés successivement, en fonction de la rotation du support 10 car il y a un déplacement de la couche 20 durant la première éjection 201.
[0079] De préférence, la première éjection 201 est précédée par une détermination de la matière à éjecter 31 lors de la première éjection 201. Cette détermination se base sur des informations concernant le motif 61 de matière, en particulier sur la forme de ce motif 61. Elle peut se baser sur d’autres informations, comme des caractéristiques du dispositif 3, des spécifications de résolution, des caractéristiques de la matière,... Cette détermination est de préférence réalisée par un logiciel informatique.
[0080] La partie de motif 21 a un pourtour constitué de bords. La matière éjectée 31 lors de la première éjection 201 comprend de préférence la matière qui jouxte un premier bord 24 et un deuxième bord 25 de ce pourtour, et qui est en-dehors de la partie de motif 21. Les premier 24 et deuxième 25 bords peuvent être rectilignes ou courbes. Les premier 24 et deuxième 25 bords sont de préférence à la suite l’un de l’autre. Les premier 24 et deuxième 25 bords font préférentiellement un angle a (figure 5) différent de zéro, plus préférentiellement inférieure à 180°.
[0081] La partie de motif 21 peut avoir des parties convexes 26, qui sont des parties en saillie, comme des protubérances ou des pointes, de la partie de motif 21. De préférence, au moins une partie de la matière éjectée 31 lors de la première éjection 201 jouxte au moins certaines des parties convexes 26 de la partie de motif 21.
[0082] La partie de motif 21 peut avoir des parties concaves 27, qui entourent des creux de la partie de motif 21. De préférence, la première éjection 201 n’éjecte pas les parties de la couche 20 qui jouxtent les parties concaves 27 de la partie de motif 21.
[0083] Une troisième étape de la méthode 1 est une deuxième éjection 202 de matière, qui éjecte une partie de la couche 20 de façon à ce que la matière éjectée arrive sur la partie de substrat 60, de sorte qu’elle forme le motif 61. Cette étape est illustrée aux figures 2c, 3c et 4c. [0084] La deuxième éjection 202 se fait à l’aide du moyen d’éjection 40. De préférence, le flux de fluide de transport 2 généré par le moyen d’éjection 40 ne traverse que des parties prédéterminées du support 10, de façon à éjecter la matière du motif 61.
[0085] Les figures 2c, 3c et 4c permettent de voir le trou 23 ou 23c dans la couche 20 résultant de la première éjection 201 et d’au moins une partie de la deuxième éjection 202.
[0086] La figure 4c permet aussi d’illustrer un déplacement de la couche 20 durant la deuxième éjection 202. La référence 61c correspond à un premier morceau du motif 61. D’autres morceaux pourront être déposés plus tard lors de la rotation du support 10. Par exemple, un morceau jouxtant le creux 22a et un autre morceau jouxtant le creux 22b pourront être éjectés sur le substrat 60.
[0087] Les figures 3c et 4c permettent d’illustrer en particulier la position 62 ou 62c qu’occupait la matière du motif 61 avant la deuxième éjection 202.
[0088] Entre la figure 4b et la figure 4c, le support 10 a fait un retour en arrière. Cela signifie que la première éjection 201 a lieu lors d’un premier passage de la couche 20 de matière face au dispositif d’éjection 40 et la deuxième éjection 202 a lieu lors d’un passage ultérieur de la couche 20 de matière face au dispositif d’éjection 40.
[0089] Il est possible, tout en restant dans le cadre de l’invention, que la première éjection 201 ait lieu dans une première localisation du support 10, par exemple horizontalement vers la droite, et que la deuxième éjection 202 ait lieu vers le bas. Cela permet de faire les première 201 et deuxième 202 éjections lors d’une seule rotation du support 10. La deuxième éjection 202 pour un morceau jouxtant le creux 22a pourrait alors se faire approximativement en même temps que la première éjection 201 correspondant à la partie 22c.
[0090] Le dispositif 3 peut comprendre un aspirateur 85 destiné à enlever au moins une partie de la couche 20. Il permet de nettoyer le support 10. Il est particulièrement utile si le support 10 est un tamis et si la couche 20 est faite de poudre retenue sur le tamis par aspiration depuis le deuxième côté 102 du support 10. [0091] Les figures 5a, 5b et 5c permettent d’illustrer différentes configurations possibles de la partie de motif 21 et de pixels 29 faisant partie de la matière éjectée 31 lors de la première éjection 201. Bien que les pixels soient représentés comme circulaires, il peut arriver qu’une partie de la couche ayant déjà été enlevée, un pixel 29 ne soit qu’une partie de disque. Cela se produit notamment lorsque des pixels 29 se chevauchent.
[0092] La figure 5a illustre une situation où la partie de motif 21 comprend une partie concave 26 délimitée par un premier bord 24 et un deuxième bord 25 faisant un angle a de moins de 180°. On voit que la partie de motif 21 , et donc le motif 61 , peut avoir une dimension 28 inférieure au diamètre d’un pixel 29.
[0093] La figure 5b illustre une situation où la partie de motif 21 est concave. Le pourtour de la partie de motif 21 comprend un premier bord 24 et un deuxième bord 25 faisant un angle a de moins de 180°.
[0094] La figure 5c illustre une situation où la partie de motif 21 est plus petite qu’un pixel 29. Le motif 61 recherché est en fait approximativement un point sur la partie de substrat 60. On voit que la méthode selon l’invention permet la formation d’un motif 61 particulièrement petit.
[0095] Un deuxième aspect de l’invention concerne notamment un dispositif 4 tel qu’illustré aux figures 6, 7 et 8. Les caractéristiques décrites comme relatives au dispositif 4 selon le deuxième aspect de l’invention peuvent aussi être présentes dans un dispositif 3 selon le premier aspect de l’invention. Les caractéristiques décrites comme relatives au dispositif 3 selon le premier aspect de l’invention peuvent aussi être présentes dans un dispositif 4 selon le deuxième aspect de l’invention.
[0096] Les figures 6, 7 et 8 permettent d’illustrer trois directions :
• une première direction 1001 qui est la direction 1001 de mouvement de la couche 20 de matière dans la zone du support 10 dans laquelle se produit l’éjection par le dispositif d’éjection 40,
• une troisième direction 1003, perpendiculaire à la première direction 1001 et selon laquelle le dispositif d’éjection 40 est décalé par rapport au support 10 dans la zone du support 10 dans laquelle se produit l’éjection par le dispositif d’éjection 40, et
• un deuxième direction 1002 perpendiculaire aux deux autres.
[0097] La troisième direction 1003 est de préférence verticale. Les première 1001 et deuxième 1002 directions sont de préférence horizontales.
[0098] La figure 6 est une vue en coupe verticale d’un dispositif 4 pour former un motif 61 de matière sur une partie de substrat 60 selon un mode de réalisation du deuxième aspect de l’invention. Le dispositif 4 comprend de préférence :
• un support 10 prévu pour supporter une couche 20 de matière, la couche 20 de matière comprenant une partie de motif 21 constituée de la matière destinée à former le motif 61 sur la partie de substrat 60, le support 10 étant un tamis, la couche 20 de matière se trouvant d’un premier côté 101 du support 10,
• un moyen d’éjection 40 agencé pour générer un flux de fluide de transport 2 à travers le support 10, et situé d’un deuxième côté 102 du support 10 qui est opposé au premier côté 101 du support 10, le flux de fluide de transport 2 étant prévu pour transporter de la matière depuis le support 10 vers la partie de substrat 60 et pour ne traverser que des parties prédéterminées du support 10, le moyen d’éjection 40 comportant un ou plusieurs orifices 41 dirigés vers le support 10 et agencés pour guider le flux de fluide de transport 2.
[0099] De préférence, le moyen d’éjection 40 comprend des orifices 41 disposés dans au moins une des première 1001 et deuxième 1002 directions.
[0100] De préférence, chaque orifice 41 est relié à un moyen de communication fluidique 42, par exemple à un tuyau. De préférence, il est possible de contrôler les orifices 41 qui éjectent du fluide de transport, par exemple grâce à un système de vannes.
[0101] De préférence, le dispositif 4 est agencé pour pouvoir déplacer au moins un des éléments suivants par rapport à un ou plusieurs des autres :
• le support 10,
• la couche 20 de matière,
• le moyen d’éjection 40, et
• la partie de substrat 60. [0102] De préférence, le dispositif 4 est agencé pour pouvoir réaliser au moins une des opérations suivantes, ou une quelconque combinaison de celles-ci :
• une rotation du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la première direction 1001 ,
• une rotation du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la deuxième direction 1002,
• une rotation du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la troisième direction 1003,
• une vibration du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la première direction 1001 ,
• une vibration du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la deuxième direction 1002,
• une vibration du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la troisième direction 1003,
• une translation du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la première direction 1001 ,
• une translation du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la deuxième direction 1002,
• une translation du moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la troisième direction 1003.
[0103] La figure 7 permet d’illustrer une configuration particulière du dispositif 4 représenté à la figure 6. Cette configuration est en outre particulièrement adéquate pour la mise en œuvre de la méthode illustrée à la figure 4.
[0104] Le support 10 y est essentiellement un cylindre d’axe parallèle à la deuxième direction 1002.
[0105] Le moyen d’éjection 40 a une surface selon la première 1001 et la deuxième 1002 directions de laquelle débouchent les orifices 41. Le flux de fluide de transport 2 a une composante selon la troisième direction 1003.
[0106] La figure 8 permet d’illustrer différentes configurations du ou des orifice(s) 41 sur le moyen d’éjection 40. Ces configurations sont compatibles avec le premier et le deuxième aspects de l’invention. [0107] Dans la configuration 501 , le moyen d’éjection 40 ne comprend qu’un seul orifice 41 rectiligne et parallèle à la deuxième direction. Cela permet de transférer une ligne d’un seul coup.
[0108] Dans la configuration 502, les orifices 41 sont alignés, de préférence dans la deuxième direction 1002. Cela permet de transférer sélectivement chacun des pixels de la ligne.
[0109] Dans la configuration 503, les orifices 41 sont sur deux lignes, en quinconce, c’est-à-dire avec un décalage entre les lignes. Cela permet d'augmenter la densité des orifices 41 car l’encombrement est plus faible.
[0110] Dans la configuration 504, les orifices 41 sont sur trois lignes, en quinconce, c’est-à-dire avec un décalage entre les lignes. Cela permet d'augmenter encore la densité des orifices 41 car l’encombrement est plus faible.
[0111] Dans la configuration 505, les orifices 41 sont sur quatre lignes, en quinconce, c’est-à-dire avec un décalage entre les lignes, et les orifices 41 qui se suivent sont alignés selon une oblique. Cela permet d'augmenter encore la densité des orifices 41 car l’encombrement est plus faible.
[0112] Dans la configuration 506, les orifices 41 sont sur quatre lignes, en quinconce, c’est-à-dire avec un décalage entre les lignes, et les orifices 41 qui ne suivent ne sont pas alignés selon une oblique. Par rapport à la configuration 505, les positions dans la deuxième et la troisième lignes sont inversées. Cela permet d'avoir une autre séquence de déposition de pixels que la configuration 505.
[0113] Il peut être intéressant de choisir une de ces configurations et d’éventuellement la combiner avec une ou plusieurs des opérations décrites ci- dessus et ci-dessous, ou avec la méthode 1. Cela peut permettre d’améliorer la résolution du motif 61 de matière déposé par le dispositif.
[0114] Les procédés suivants peuvent notamment être envisagés, en fonction des contraintes techniques et de la résolution souhaitée :
• Garder le moyen d’éjection 40 immobile et doubler le nombre d’orifices 41 pour doubler la précision.
• Réaliser le dépôt du motif 61 en plusieurs passages avec un décalage selon la deuxième direction 1002 correspondant au degré de précision désiré. • Déplacer le moyen d’éjection 40 à l’intérieur du support 10 cylindrique afin de pouvoir profiter d’une meilleure résolution selon la deuxième direction 1002. Par exemple, le mouvement du moyen d’éjection 40 peut être des vibrations selon la deuxième direction 1002, ou encore un mouvement de va-et-vient selon la deuxième direction 1002, à la manière des imprimantes jets d’encres. Dans ce dernier cas, si l’avance selon la première direction 1001 est imposé, il est préférable de s’imposer une précision minimale selon la première direction 1001.
• Réduire la distance mesurée selon la première direction 1001 entre deux orifices 41 en inclinant le moyen d’éjection 40 selon un axe parallèle à la deuxième direction 1002 ou en lui faisant faire une rotation autour de l’axe 1003. Cela permet d’améliorer la résolution selon la première direction 1001.
• Diminuer la vitesse de rotation du support 10 permet d’améliorer la résolution selon la première direction 1001.
• Un léger mouvement vibratoire selon la deuxième direction 1002 du moyen d’impression 40 permet que chaque orifice 41 couvre une zone d’impression plus grande. On gagne alors en précision et en vitesse d’impression. Ceci peut notamment être utilisé si le moyen d’éjection 40 est essentiellement fixe.
• Le moyen d’éjection 40 peut ne comprendre qu’un seul orifice 41 essentiellement circulaire. Il est alors préféré que cet orifice 41 réalise des aller-retours selon la deuxième direction 1002. La résolution dépend ainsi notamment de la résolution de positionnement selon la deuxième direction 1002, qui est en générale très bonne. La vitesse du procédé est cependant relativement faible.
• Le moyen d’éjection 40 peut être agencé de façon à ce que l’orifice 41 ou les orifices 41 aient une taille adaptable. Par exemple, les orifices 41 peuvent être élargis lorsque le motif 61 est grand, ou pour une faible résolution et une grande rapidité, et être rétrécis lorsque le motif 61 requiert une grande résolution. Cela peut se faire par exemple via un diaphragme ou un clapet qui s’ouvre plus ou moins. Une autre option est que chaque orifice 41 soit constitué d’un ensemble de petits orifices qui sont ouverts ou fermés en fonction de la résolution choisie.
[0115] Les éléments illustrés sur toutes les figures du présent document sont compatibles avec les deux aspects de l’invention. En outre, une caractéristique présentée dans un mode de réalisation d’un des deux aspects peut être présente dans un mode de réalisation de l’autre des deux aspects de l’invention.
[0116] En d'autres termes, selon un premier aspect, l'invention se rapporte à une méthode 1 et un dispositif 3 pour déposer un motif 61 de matière depuis un support 10 sur une partie de substrat 60. La déposition 202 de la matière formant le motif 61 est précédée d’une éjection préalable 201 qui éjecte de la matière qui jouxte, sur le support 10, la matière destinée à former le motif 61. Selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à un dispositif 4 pour déposer un motif 61 de matière depuis un support 10 sur une partie de substrat 60.
[0117] Les différents modes de réalisation et aspects de l’invention sont combinables avec le système décrit dans la demande de brevet internationale PCT/EP2017/071039.
[0118] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.

Claims

Revendications
1. Méthode (1 ) pour former un motif (61 ) de matière sur une partie de substrat (60), la méthode (1 ) comprenant les étapes successives suivantes:
• une fourniture (200) d’une couche (20) de matière, la couche (20) de matière comprenant une partie de motif (21 ) constituée de la matière destinée à former le motif (61 ) sur la partie de substrat (60),
• une première éjection (201 ) de matière de la couche (20) de matière, éjectant de la matière ailleurs que sur la partie de substrat (60), la matière éjectée (31 ) lors de la première éjection (201 ) bordant au moins partiellement la partie de motif (21 ), et
• une deuxième éjection (202) de matière de la couche (20) de matière, éjectant la partie de motif (21 ) sur la partie de substrat (60) et formant le motif de matière (61 ) sur la partie de substrat (60).
2. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle la couche (20) de matière comprend des pixels accolés, la première éjection (201 ) et/ou la deuxième éjection (202) comprenant un adressage de pixels (29) à éjecter.
3. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle les pixels (29) sont formés d’une pluralité de particules.
4. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche (20) est connexe.
5. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une partie de la matière éjectée (31 ) lors de la première éjection (201 ) jouxte une partie convexe (26) de la partie de motif (21 ).
6. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la matière de la couche (20) jouxtant une partie concave (27) de la partie de motif (21 ) reste dans la couche (20) lors de la première éjection (201 ).
7. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la matière est constituée de particules.
8. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la fourniture (200) d’une couche (20) de matière comprend de former la couche (20) de matière sur un support (10) qui est un tamis.
9. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle au moins une des première (201 ) et deuxième (202) éjections est réalisée à l’aide d’un moyen d’éjection (40) agencé pour générer un flux de fluide de transport transportant de la matière à partir du support (10), le flux de fluide de transport ne traversant que des parties prédéterminées du support (10).
10. Méthode selon l’une quelconque des revendications 8 à 9, dans laquelle le support est impénétrable par la matière.
1 1. Méthode d’impression tridimensionnelle comprenant la formation d’un motif (61 ) de matière par une méthode (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
12. Motif (61 ) de matière formé par une méthode (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
13. Dispositif (3) pour former un motif (61 ) de matière sur une partie de substrat (60), agencé pour mettre en œuvre une méthode (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 1 1 et comprenant : • un support (10) prévu pour supporter une couche (20) de matière, la couche
(20) de matière comprenant une partie de motif (21 ) constituée de la matière destinée à former le motif (61 ) sur la partie de substrat (60),
• un substrat comprenant la partie de substrat (60), et
• un moyen d’éjection (40) agencé pour réaliser :
o une première éjection (201 ) de matière, éjectant de la matière ailleurs que sur la partie de substrat (60), la matière éjectée (31 ) lors de la première éjection (201 ) bordant au moins partiellement la partie de motif (21 ), et
o une deuxième éjection (202) de matière, éjectant la partie de motif (21 ) sur la partie de substrat (60) et formant le motif de matière (61 ) sur la partie de substrat (60).
14. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le dispositif selon la revendication 13 à exécuter :
• une première éjection (201 ) de matière, éjectant de la matière ailleurs que sur la partie de substrat (60), la matière éjectée (31 ) lors de la première éjection (201 ) bordant au moins partiellement la partie de motif (21 ), et
• une deuxième éjection (202) de matière, éjectant la partie de motif (21 ) sur la partie de substrat (60) et formant le motif de matière (61 ) sur la partie de substrat (60).
15. Support lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon la revendication précédente.
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