WO2022254159A1 - Methodes et installation de fabrication additive de piece metallique en trois dimensions - Google Patents

Methodes et installation de fabrication additive de piece metallique en trois dimensions Download PDF

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WO2022254159A1
WO2022254159A1 PCT/FR2022/051055 FR2022051055W WO2022254159A1 WO 2022254159 A1 WO2022254159 A1 WO 2022254159A1 FR 2022051055 W FR2022051055 W FR 2022051055W WO 2022254159 A1 WO2022254159 A1 WO 2022254159A1
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metallic material
platform
layers
translation
drive
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Maxime FAYOLLE
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Centre Technique Des Industries Mecaniques
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    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/14—Formation of a green body by jetting of binder onto a bed of metal powder
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional metal part additive manufacturing method and to an installation for implementing said method.
  • Known additive manufacturing methods consist in implementing a powdery metallic material and in preforming the parts in this powdery metallic material, by binding together the particles of the material. The particles are then hot sintered to consolidate the parts.
  • a powder material stratification device implements a powder material stratification device and is superimposed on a mobile platform, a plurality of layers of particles of said material.
  • the layers are successively deposited on each other and a binder is printed according to a predefined pattern on each of them in order to be able to locally bind the particles of the material of the layer between them and also the particles located at the interface with the layer.
  • a binder is printed according to a predefined pattern on each of them in order to be able to locally bind the particles of the material of the layer between them and also the particles located at the interface with the layer.
  • the part is drawn in three dimensions, made of particles of the metallic material bonded together.
  • the part thus obtained known as the “green part”
  • the bonded metal particles then weld together and the final part is obtained.
  • the quality of the final part depends on the compactness of the layers of powder material. Indeed, the more the layers of powdery material are compact, the less there will be occlusion inside the final part, and the more it will be mechanically resistant.
  • Document US 2020 038958 specifically shows a stratification device with two rollers, an upstream roller making it possible to form the layer of powdery material from a reservoir of said material, and a downstream roller making it possible to compact said layer.
  • Such a device is relatively complex and induces downtime between each lamination step. As a result, “green parts” are produced with relatively modest productivity.
  • a problem which arises and which the present invention aims to solve is to provide a method and an additive manufacturing installation, which make it possible to improve not only the productivity of the "green parts" produced, but also their quality.
  • a method of additive manufacturing of a metal part in three dimensions comprising the following steps: a reservoir containing a powdery metal material is provided; a platform that is substantially horizontal and movable in translation in a vertical direction is provided; a driving and compacting member mounted movable in translation in a horizontal direction is provided in order to be able sequentially to drive from said reservoir to said platform a plurality of given quantities of said metallic material to form a plurality of layers of said metallic material, and to compact each of said layers of said metallic material, so as to superimpose a plurality of layers of said compacted metallic material on said platform; a binder is printed according to a predefined pattern on the surface of each of the layers of said compacted metallic material, while said platform is lowered after each printing; and, said driving and compacting member is driven, for each of the quantities of said metallic material, in a forward direction in translation so as to form a layer of said metallic material, and in a return direction in translation
  • a characteristic of the invention resides in the implementation of a single drive and compaction member which, when it is driven in translation in a forward direction, drives the powdery metallic material from the reservoir towards the platform and helps to form a layer of material, and when it is driven in translation in the return direction, it compacts the layer that it enabled to form on the outward journey.
  • the outward and return movement of the drive and compaction member alone allows the formation of the layer of material and its compaction.
  • the driving and compacting member is operational, first to form the layer, then then to compact it, without another intermediate movement. As a result, there is no dead time and the production of compacted layers is faster.
  • the first layer is produced directly on the platform. It is then lowered to deposit the second layer which is then compacted in turn.
  • said platform is raised before each drive of said drive and compaction member in the return direction.
  • the platform is raised after the driving and compacting member has been driven in translation in the forward direction, and before it is driven in translation in the return direction.
  • the layer of non-compacted pulverulent metallic material is substantially raised, so as to make its compaction easier when the driving and compacting member is driven in translation in the return direction.
  • said platform is lowered by a first step in height before each drive of said drive and compacting member in the forward direction, and said platform is raised by a second step lower than said first step before each drive of said member. drive and compaction in the return direction.
  • the platform is lowered after each addition of an additional layer of compacted powder material, by a total pitch equal to the thickness of the compacted layer.
  • said drive and compacting member is a rotary roller, and said rotary roller is driven in rotation in the same direction of rotation in the forward and return directions in translation .
  • said roller is preferably driven in rotation so that said roller rolls each of said layers of said metallic material in said return direction.
  • the roller is driven in rotation so that, when it is driven in translation in the forward direction, the tangential speed of the roller portion in contact with the powder material is oriented in a direction having a component positive with the drive direction forward of the roller. In this way, the powder material is distributed over the previous compacted layer in a more uniform manner into a layer of non-compacted powder material.
  • roller When the roller is driven in return and in translation in the opposite direction, but in rotation, in the same direction as in the outward direction, it rolls the layer of uncompacted powdery material. And precisely, he proceeds to its compaction.
  • the drive and compaction member is an elastically deformable doctor blade, made for example of a polymer material.
  • Such a type of drive and compaction member is of interest for certain categories of metallic material and for certain grain sizes.
  • said layers of said compacted metallic material are caused to vibrate.
  • the layers of powdery metallic material are caused to vibrate during each drive of the drive and compaction member in the return direction.
  • the vibrations imposed on the material contribute to a reduction in the free volumes and consequently to better compaction.
  • the homogeneity of the compacted layers is improved, and therefore the quality of the green parts.
  • said vibrating platform is driven to cause said compacted layers of said metallic material to vibrate.
  • a better transmission and a better efficiency of the vibrations are obtained in the layer of pulverulent material during compaction.
  • the installation thus comprises: a platform that is substantially horizontal and movable in translation in a vertical direction; a tank located in the vicinity of said platform and containing a powdery metallic material; a driving and compacting member mounted movable in translation in a horizontal direction to be able to sequentially drive a plurality of given quantities of said metallic material, from said tank to said platform, to form a plurality of layers of said metallic material, and to compact each one said layers of said metallic material, so as to superimpose a plurality of layers of said compacted metallic material on said platform; a printing device for printing a binder according to a predefined pattern on the surface of each of the layers of said compacted metallic material, while said platform is lowered after each printing. Said driving and compacting member is driven, for each of the quantities of said metallic material, in a forward direction in translation so as to form a layer of said metallic material, and in a return direction in translation to compact said layer formed.
  • said platform is raised before each drive of said drive and compaction member in the return direction.
  • the installation is, for example, equipped with a controllable hydraulic device making it possible to drive the platform in motion and in particular its ascent.
  • said platform is lowered by a first step in height before each drive of said drive and compaction member in the forward direction, and it is raised by a second step lower than said first step, before each drive of said drive and compacting member in the return direction.
  • the installation comprises, for example, command and control members, making it possible precisely to drive the platform sequentially to lower it before each forward trajectory of the drive and compacting member, and for the back up, after the forward trajectory and before the return trajectory of the driving and compacting member.
  • said drive and compacting member is a rotary roller, and said rotary roller is driven in rotation in the same direction of rotation in the forward and return directions in translation .
  • the installation comprises a motor member adapted to be connected to the command and control members, in order to be able to control the rotation of the roller according to the speed of the translational movement of the latter.
  • the driving and compacting member is an elastically deformable doctor blade, made for example of a polymer material.
  • Such a type of drive and compaction member is of interest for certain categories of metallic material and for certain grain sizes.
  • the installation comprises a cylindrical enclosure having an upper opening delimited by an enclosure edge, and said platform is movable in translation inside said enclosure.
  • the platform is then adapted to be lowered below the level of the edge of the enclosure, so as to be able to accommodate the powder material in the form of an uncompacted layer, without risk of overflow.
  • the platform can be raised so that the uncompacted layer comes to extend above the level of the edge of the enclosure so that the driving and compacting member in return comes to compact it.
  • the drive and compaction member can for example rest on the two opposite edge portions of the enclosure.
  • said tank preferably has a tank edge and in said enclosure and said tank are mounted substantially edge to edge. Consequently, the driving and compacting member is suitable for driving the powdery material from the reservoir towards the enclosure along a trajectory included in the same plane.
  • the edge of the tank and the edge of the enclosure are interconnected by a bridge, so as to facilitate the transfer of the powder material from one to the other, and vice versa.
  • the installation comprises a vibrating device for causing the vibration of said layers of said compacted metallic material.
  • said vibratory device is mounted integral with said platform.
  • FIG. 1 is a schematic view of the installation according to the invention in a first state corresponding to a first phase of implementation of the manufacturing method according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic view of the installation as shown in [Fig. 1] in a second state corresponding to a second phase of implementation of the manufacturing method according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic view of the installation as shown in [Fig. 1] in a third state corresponding to a third phase of implementation of the manufacturing method according to the invention
  • FIG. 4 is a schematic view of the installation as shown in [Fig. 1] in a fourth state corresponding to a fourth phase of implementation of the manufacturing method according to the invention
  • FIG. 5 is a schematic view of the installation as shown in [Fig. 1] in a fifth state corresponding to a fifth phase of implementation of the manufacturing method according to the invention
  • FIG. 6 is a schematic view of the installation as shown in [Fig. 1] in a sixth state corresponding to a sixth phase of implementation of the manufacturing method according to the invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of the successive implementation phases of the additive manufacturing method according to the invention.
  • the [Fig. 1] schematically shows an installation 10 for the additive manufacturing of metal parts. It comprises a cylindrical enclosure 12, with a rectangular base, which has an upper opening 14 delimited by an enclosure edge 16.
  • the cylindrical enclosure according to another alternative embodiment, has a circular base. This geometry is more suitable for parts with cylindrical symmetry.
  • the installation 10 comprises a platform 18 mounted movable in translation in a vertical direction V inside the cylindrical enclosure 12. It has a flat receiving surface 19.
  • the platform 18 extends horizontally and it is adapted to be driven by hydraulic means comprising a movable piston 20 controllable.
  • the installation 10 also comprises a tank 22, contiguous to the cylindrical enclosure 12.
  • the tank 22 has a tank opening 24 delimited by a tank edge 26, and the edges of tank 26 and enclosure 16 s extend in the same plane. Furthermore, the cylindrical enclosure 12 and the tank 22 are connected together edge to edge by a bridge 28.
  • the tank 22 includes a movable bottom 30 in translation in a vertical direction.
  • the reservoir 22 is then loaded with a powdery metallic material 32, and the movable bottom 30 makes it possible to entrain the powdery material step by step through the reservoir opening 24. And thus, given quantities of powdery material can be raised above the level of the tank edge 26 of the opening 24.
  • the installation comprises a rotating roller 34, made of a solid cylinder with a circular base. It has two opposite ends, advantageously resting tangentially on two opposite transverse edge portions of the tank 22. Also, in [Fig. 1], the roller 34 bears against a free longitudinal edge portion 36 of the tank 22.
  • the rotary roller can, in certain circumstances, related to the nature of the metallic material and its particle size, be replaced by an elastically deformable doctor blade, made for example of a polymer material.
  • the roller 34 is, as shown in [Fig. 1], driven in rotation in the clockwise direction H. It will be driven in this same direction during all the stages of the manufacturing method according to the invention.
  • roller 34 is movable in translation in a direction parallel to the plane defined by the edges of tank 26 and enclosure 16. Also, the direction of movement of roller 34 is substantially included in a horizontal plane.
  • the platform 18 is adjusted inside the enclosure 12, so that its receiving surface 19 is adjusted to a predefined distance from the edge of the enclosure 16. This predefined distance determines a volume V delimited by the enclosure 12, platform 18 and enclosure edge plan 16.
  • the roller 34 is located in line with the first free longitudinal edge portion 36, and according to a first step 38, of the flowchart of [Fig. 7], the bottom 30 of the reservoir 22 is driven vertically towards the reservoir opening 24 to bring a quantity Q of powder material above the level of the edge of the reservoir 26.
  • This quantity Q is determined according to the aforementioned volume V.
  • the quantity Q is evaluated to have a volume substantially lower than the aforementioned volume V.
  • roller 34 is driven in translation in a forward direction, in a direction T towards the cylindrical enclosure 12 in accordance with a second step 40 of the method according to the invention.
  • the roller 34 being rotated in the clockwise direction Fl, the tangential speed Vtg of its parts in contact with the quantity Q of powdery material is oriented in a direction having a positive component with the direction T of translation of the roller 34. Consequently, the quantity of powdery material is more easily driven by roller 34.
  • the pulverulent material 32 inside the tank 22 has a first flat surface 42 left downstream by the roller 34 and extending in the plane defined by the edge of the tank 26.
  • the roller 34 reaches a free edge portion 44 of the enclosure 12, as illustrated in [Fig. 3] Consequently, the quantity Q of pulverulent material is distributed over the receiving surface 19 of the platform 18, and in the volume V defined by the relative position of the platform 18 and the edge of the enclosure 16.
  • the quantity Q of pulverulent material forms a first layer of pulverulent material 46 of a substantially homogeneous thickness el.
  • the latter has a first layer surface 48, which extends substantially in the plane defined by the enclosure edge 16.
  • the platform 18 is driven vertically towards the upper opening of the enclosure 14 in order to raise it by a pitch ⁇ 1, less than the thickness el, the layer of powdery material 46.
  • the layer of powder material 46 then extends substantially projecting from the edge of the enclosure 16. More precisely, it extends from it by a height equal to the pitch o1.
  • the roller 34 is then driven in translation in a return direction in the same direction, but in the opposite direction R, towards the tank 22. Also, the roller 34 is still driven in rotation in the clockwise direction H. Hence, the layer of powdery material 46 is rolled and compacted in this way to reduce the free spaces.
  • a vibrating device 53 is installed on the platform 18 so as to be able to cause the vibration of the layer of powdery material 46 when it is compacted.
  • the vibration device 53 can also be installed on the enclosure 12. [0058] Continuing its course, the roller 34 as shown in [Fig. 5] leaves behind a first compacted layer 54.
  • the thickness of this first compacted layer 54, having a first compacted layer surface 55, is substantially equal to e1-p1.
  • the roller 34 carries with it a surplus of powdery material 56 towards the tank 22. This surplus of powdery material 56 will be able to be recycled without loss in the tank 22.
  • the installation comprises an injection head 60 connected to a binder tank 62 and adapted to be driven in movement along a plane parallel to the plane defined by the edge of the enclosure 16, and consequently, parallel to the plane defined by the first compacted layer surface 55.
  • the injection head 60 is adapted to be driven in translation along two perpendicular components in order to be able to inject the binder according to the predefined pattern.
  • the binder then diffuses through the first compacted layer 54 and then binds together the particles of powdery material over the entire thickness of the layer and according to the predefined pattern 59.
  • a sixth step 64 to the lowering of the bottom 30 of the tank 22 so as to be able to accommodate the excess powder material 56 on the reserve powder material 32.
  • the bottom 30 of the tank 22 is driven vertically towards the tank opening 24 to carry a new quantity Q of powder material above the level of the tank edge 26.
  • roller 34 is then driven in translation in the forward direction, in the direction T towards the cylindrical enclosure 12 in accordance with the second step 40 of the method according to the invention.
  • the roller 34 continuing its course, according to the second step 40, has driven the quantity of pulverulent material Q outside the tank, on the bridge 28 and in the cylindrical enclosure 12, on the platform 18. Then, it has reaches the free edge portion 44 of the enclosure 12. Consequently, the quantity Q of pulverulent material has spread over the first surface of compacted layer 55 in the volume V defined by the relative position of the platform 18 and the edge of the enclosure 16.
  • the quantity Q of pulverulent material forms a second layer of pulverulent material, not shown, of a substantially homogeneous thickness e2.
  • the latter has a second layer surface which extends in the plane defined by the enclosure edge 16.
  • the platform 18 is driven vertically towards the upper opening of the enclosure 14 in order to raise it with a pitch Q2, equal to o1 and less than the thickness e2 of the layer of powdery material.
  • the layer of powder material extends projecting from the edge of the enclosure 16 by a height equal to the pitch o2.
  • the roller 34 is then driven in translation in the return direction according to the direction R, towards the tank 22. Also, the roller 34 is always driven in rotation according to the clockwise direction H and the rolling of the layer of powdery material is carried out and in this way it is compacted and the free spaces reduced.
  • the layer of powdery material is also caused to vibrate when it is compacted.
  • the roller 34 as shown in [Fig. 5] leaves behind a second compacted layer.
  • the thickness of this second compacted layer, presenting a second compacted layer surface, is substantially equal to e2-o2.
  • the binder then diffuses not only through the second compacted layer 54 to bind together the particles of powdery material over the entire thickness of the layer, but also at the interface between the two compacted layers to be able to bind between they the particles of the pulverulent material at the interface.
  • the green part 70 thus produced is homogeneous in that the particles of the bonded powder material are uniformly distributed in the body of the part. In addition, thanks to the strong compaction of the layers of powdery material, the part has very little free space.

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Abstract

La présente invention se rapporte à une méthode et à une installation pour la fabrication additive de pièce métallique. La méthode comprend les étapes suivantes : on fournit un réservoir (22) de matériau métallique pulvérulent (32); on fournit une plateforme (18); on fournit un organe d'entraînement et de compactage (34) mobile horizontalement pour entraîner une pluralité de quantités données Q dudit matériau métallique de façon à former une pluralité de couches (46), et pour compacter chacune desdites couches; on imprime un liant à la surface de chacune des couches. Aussi, on entraîne ledit organe d'entraînement et de compactage (34), dans un sens aller en translation de manière à former une couche dudit matériau métallique (46), et dans un sens retour en translation pour compacter ladite couche formée.

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : Méthodes et installation de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions
[0001] La présente invention se rapporte à une méthode de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions et à une installation de mise en œuvre de ladite méthode.
[0002] Des méthodes de fabrication additive connues consistent à mettre en œuvre un matériau métallique pulvérulent et à préformer les pièces dans ce matériau métallique pulvérulent, en liant entre elles les particules du matériau. Les particules sont ensuite frittées à chaud pour consolider les pièces.
[0003] Pour ce faire, on met en œuvre un dispositif de stratification du matériau pulvérulent et on superpose sur une plateforme mobile, une pluralité de couches de particules dudit matériau. On dépose les couches successivement les unes sur les autres et on imprime un liant selon un motif prédéfini sur chacune d'entre elles pour pouvoir lier localement les particules du matériau de la couche entre elles et aussi les particules situées à l'interface avec la couche sous-jacente.
[0004] De la sorte, au fil des couches on dessine en trois dimensions la pièce, faites de particules du matériau métallique liées entre elles. La pièce ainsi obtenue, dite « pièce à vert », est ensuite débarrassée des particules non liées qui l'entourent, pour être portée à haute température. Les particules métalliques liées se soudent alors entre elles et on obtient la pièce finale.
[0005] La qualité de la pièce finale dépend de la compacité des couches du matériau pulvérulent. En effet, plus les couches de matériau pulvérulent sont compactes, moins il y aura d'occlusion à l'intérieur de la pièce finale, et plus elle sera résistante mécaniquement.
[0006] Aussi, il a été imaginé de venir compacter chacune des couches au moyen d'un rouleau. Le document US 2020 038958 montre précisément un dispositif de stratification à deux rouleaux, un rouleau amont permettant de former la couche de matériau pulvérulent à partir d'un réservoir dudit matériau, et un rouleau aval permettant de compacter ladite couche. [0007] Un tel dispositif est relativement complexe et induit des temps morts entre chaque étape de stratification. En conséquence, les « pièces à vert » sont réalisées avec une productivité relativement modeste.
[0008] Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir une méthode et une installation de fabrication additive, qui permettent d'améliorer non seulement la productivité des « pièces à vert » produites, mais aussi leur qualité.
[0009] Dans ce but, et selon un premier objet, il est proposé une méthode de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions comprenant les étapes suivantes : on fournit un réservoir contenant un matériau métallique pulvérulent ; on fournit une plateforme sensiblement horizontale et mobile en translation selon une direction verticale ; on fournit un organe d’entraînement et de compactage monté mobile en translation selon une direction horizontale pour pouvoir séquentiellement, entraîner dudit réservoir à ladite plateforme, une pluralité de quantités données dudit matériau métallique pour former une pluralité de couches dudit matériau métallique, et pour compacter chacune desdites couches dudit matériau métallique, de manière à superposer une pluralité de couches dudit matériau métallique compactées sur ladite plateforme ; on imprime un liant selon un motif prédéfini à la surface de chacune des couches dudit matériau métallique compactée, tandis qu’on abaisse ladite plateforme après chaque impression ; et, on entraîne ledit organe d’entraînement et de compactage, pour chacune des quantités dudit matériau métallique, dans un sens aller en translation de manière à former une couche dudit matériau métallique, et dans un sens retour en translation pour compacter ladite couche formée.
[0010] Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un seul organe d’entraînement et de compactage qui, lorsqu'il est entraîné en translation dans un sens aller entraîne le matériau métallique pulvérulent depuis le réservoir vers la plateforme et concourt à former une couche du matériau, et lorsqu'il est entraîné en translation dans le sens retour, vient compacter la couche qu'il a permis de former à l'aller. Autrement dit, le mouvement aller et retour du seul organe d’entraînement et de compactage permet la formation de la couche du matériau et sa compaction. De la sorte, à chaque mouvement de translation, l’organe d’entraînement et de compactage est opérationnel, d'abord pour former la couche, puis ensuite pour la compacter, sans autre mouvement intermédiaire. En conséquence, il n'y a pas de temps mort et la réalisation des couches compactées est plus rapide.
[0011] La première couche est réalisée directement sur la plateforme. Elle est ensuite abaissée pour déposer la deuxième couche qui est alors compactée à son tour.
[0012] Après chaque aller-retour, on imprime ledit liant à la surface de la dernière couche compactée, et l’organe d’entraînement et de compactage est à nouveau entraîné en translation dans le sens aller, puis dans le sens retour. La plateforme est alors abaissée avant le nouvel aller et retour de l’organe d’entraînement et de compactage.
[0013] Selon un mode de mise en oeuvre de l’invention particulièrement avantageux, on remonte ladite plateforme avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage en sens retour. Autrement dit, on remonte la plateforme après que l’organe d’entraînement et de compactage a été entraîné en translation dans le sens aller, et avant qu’il soit entraîné en translation dans le sens retour. De la sorte, on surélève sensiblement la couche de matériau métallique pulvérulent non compactée, de manière à rendre plus aisée sa compaction lorsque l’organe d’entraînement et de compactage est entraîné en translation dans le sens retour.
[0014] Aussi, on augmente la densité des couches de matériau métallique compactées et également leur homogénéité. Partant, leur qualité et leur résistance mécaniques sont augmentées.
[0015] Avantageusement, on abaisse ladite plateforme d’un premier pas de hauteur avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage en sens aller, et on remonte ladite plateforme d’un second pas inférieur audit premier pas avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage en sens retour. De la sorte, la plateforme est abaissée après chaque ajout d’une couche supplémentaire de matériau pulvérulent compacté, d’un pas total égal à l’épaisseur de la couche compactée.
[0016] Selon un mode de réalisation de l’invention particulièrement avantageux, ledit organe d’entraînement et de compactage est un rouleau rotatif, et ledit rouleau rotatif est entraîné en rotation dans un même sens de rotation dans les sens aller et retour en translation. [0017] Grâce à la mise en œuvre d’un rouleau rotatif, l’entraînement du matériau métallique du réservoir à la plateforme est plus aisé et sa distribution au-dessus de la plateforme est uniforme. Et le compactage en retour, est homogène.
[0018] En outre, on entraîne préférentiellement ledit rouleau en rotation de façon que ledit rouleau roule chacune desdites couche dudit matériau métallique dans ledit sens retour. Autrement dit, on entraîne en rotation le rouleau de façon à ce que, lorsqu’il est entraîné en translation dans le sens aller, la vitesse tangentielle de la portion de rouleau en contact avec le matériau pulvérulent, soit orientée dans un sens ayant une composante positive avec le sens d’entraînement aller du rouleau. De la sorte, le matériau pulvérulent est distribué sur la couche compactée précédente de manière plus uniforme en une couche de matériau pulvérulent non compactée.
[0019] Lorsque le rouleau est entraîné en retour et en translation dans le sens inverse, mais en rotation, dans le même sens qu’à l’aller, il vient rouler la couche de matériau pulvérulent non compacté. Et précisément, il procède à sa compaction.
[0020] Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’organe d’entraînement et de compactage est une racle élastiquement déformable, réalisée par exemple dans un matériau polymère. Un tel type d’organe d’entraînement et de compactage présente un intérêt pour certaines catégories de matériau métallique et pour certaine granulométrie.
[0021] Selon une variante de réalisation de l’invention particulièrement avantageuse, mais nullement limitative, on provoque la vibration desdites couches dudit matériau métallique compactées. Ainsi, on provoque par exemple la vibration des couches du matériau métallique pulvérulent, durant chaque entraînement de l’organe d’entraînement et de compactage dans le sens retour. De la sorte, durant la compaction de la nouvelle couche de matériau nouvellement déposée, les vibrations imposées au matériau concourent à une réduction des volumes libres et par conséquent à une meilleure compaction. Aussi, on améliore de la sorte l’homogénéité des couches compactées, et partant, la qualité des pièces à vert.
[0022] Avantageusement, on entraîne ladite plateforme en vibration pour provoquer la vibration desdites couches dudit matériau métallique compactées. De la sorte, on obtient une meilleure transmission et une meilleure efficacité des vibrations dans la couche de matériau pulvérulent en cours de compaction. [0023] Selon un autre objet, il est proposé une installation de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions pour la mise en oeuvre de la méthode de fabrication décrite ci-dessus. L’installation comprend ainsi : une plateforme sensiblement horizontale et mobile en translation selon une direction verticale ; un réservoir situé au voisinage de ladite plateforme et contenant un matériau métallique pulvérulent ; un organe d’entraînement et de compactage monté mobile en translation selon une direction horizontale pour pouvoir séquentiellement, entraîner une pluralité de quantités données dudit matériau métallique, dudit réservoir à ladite plateforme, pour former une pluralité de couches dudit matériau métallique, et pour compacter chacune desdites couches dudit matériau métallique, de manière à superposer une pluralité de couches dudit matériau métallique compactées sur ladite plateforme ; un dispositif d’impression pour imprimer un liant selon un motif prédéfini à la surface de chacune des couches dudit matériau métallique compactées, tandis que ladite plateforme est abaissée après chaque impression. Ledit organe d’entraînement et de compactage est entraîné, pour chacune des quantités dudit matériau métallique, dans un sens aller en translation de manière à former une couche dudit matériau métallique, et dans un sens retour en translation pour compacter ladite couche formée.
[0024] Ainsi, grâce à l’installation précitée, on met en oeuvre la méthode de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions selon l’invention, comme on l’expliquera plus en détail dans la suite de la description.
[0025] Aussi, ladite plateforme est remontée avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage en sens retour. L’installation est par exemple équipée d’un dispositif hydraulique commandable permettant d’entraîner en mouvement la plateforme et en particulier sa remontée.
[0026] En outre, ladite plateforme est abaissée d’un premier pas de hauteur avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage en sens aller, et elle est remontée d’un second pas inférieur audit premier pas, avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage en sens retour. L’installation comprend par exemple des organes de commande et de contrôle, permettant précisément d’entraîner séquentiellement la plateforme pour l’abaisser avant chaque trajectoire aller de l’organe d’entraînement et de compactage, et pour la remonter, après la trajectoire aller et avant la trajectoire retour de l’organe d’entraînement et de compactage.
[0027] Selon un mode de réalisation de l’invention particulièrement avantageux, ledit organe d’entraînement et de compactage est un rouleau rotatif, et ledit rouleau rotatif est entraîné en rotation dans un même sens de rotation dans les sens aller et retour en translation.
[0028] De plus, ledit rouleau est avantageusement entraîné en rotation de façon que ledit rouleau roule chacune desdites couche dudit matériau métallique dans ledit sens retour. Pour ce faire, l’installation comprend un organe moteur adapté à être relié aux organes de commande et de contrôle, pour pouvoir commander en rotation le rouleau en fonction de la vitesse du mouvement de translation de celui-ci.
[0029] Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’organe d’entraînement et de compactage est une racle élastiquement déformable, réalisée par exemple dans un matériau polymère. Un tel type d’organe d’entraînement et de compactage présente un intérêt pour certaines catégories de matériau métallique et pour certaine granulométrie.
[0030] En outre, l’installation comprend une enceinte cylindrique présentant une ouverture supérieure délimitée par un bord d’enceinte, et ladite plateforme est mobile en translation à l’intérieur de ladite enceinte. La plateforme est alors adaptée à être abaissée en dessous du niveau du bord de l’enceinte, de manière à pouvoir accueillir le matériau pulvérulent sous la forme d’une couche non compactée, sans risque de débordement. Ensuite, la plateforme peut être remontée de manière à ce que la couche non compactée vienne s’étendre au-dessus du niveau du bord de l’enceinte pour que l’organe d’entraînement et de compactage en retour vienne la compactée. L’organe d’entraînement et de compactage peut par exemple prendre appui sur les deux portions de bords opposés de l’enceinte.
[0031] De surcroît, ledit réservoir présente préférentiellement un bord de réservoir et en ladite enceinte et ledit réservoir sont montés sensiblement bord à bord. Partant, l’organe d’entraînement et de compactage est adapté à entraîner le matériau pulvérulent du réservoir vers l’enceinte suivant une trajectoire comprise dans un même plan. Avantageusement, le bord du réservoir et le bord de l’enceinte sont reliés entre eux par un pont, de manière à faciliter le transfert du matériau pulvérulent de l’un vers l’autre, et inversement. En effet, un avantage de l’installation selon l’invention, est de pouvoir réintroduire l’éventuel excès de matériau pulvérulent après l’étape de compaction, à l’intérieur du réservoir. Par conséquent, on opère ainsi une bonne gestion du matériau pulvérulent sans perte ni gaspillage.
[0032] En outre, l’installation comprend un dispositif vibratoire pour provoquer la vibration desdites couches dudit matériau métallique compactées. Et préférentiellement, ledit dispositif vibratoire est monté solidaire de ladite plateforme. [0033] D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] est une vue schématique de l’installation conforme à l’invention dans un premier état correspondant à une première phase de mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon l’invention ;
[Fig. 2] est une vue schématique de l’installation telle qu’illustrée sur la [Fig. 1] dans un deuxième état correspondant à une deuxième phase de mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon l’invention ;
[Fig. 3] est une vue schématique de l’installation telle qu’illustrée sur la [Fig. 1] dans un troisième état correspondant à une troisième phase de mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon l’invention ;
[Fig. 4] est une vue schématique de l’installation telle qu’illustrée sur la [Fig. 1] dans un quatrième état correspondant à une quatrième phase de mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon l’invention ;
[Fig. 5] est une vue schématique de l’installation telle qu’illustrée sur la [Fig. 1] dans un cinquième état correspondant à une cinquième phase de mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon l’invention ;
[Fig. 6] est une vue schématique de l’installation telle qu’illustrée sur la [Fig. 1] dans un sixième état correspondant à une sixième phase de mise en oeuvre de la méthode de fabrication selon l’invention ; et,
[Fig. 7] est un organigramme des phases successives de mise en oeuvre de la méthode de fabrication additive selon l’invention.
[0034] La [Fig. 1] montre schématiquement, une installation 10 de fabrication additive de pièce métallique. Elle comprend une enceinte cylindrique 12, à base rectangulaire, laquelle présente une ouverture supérieure 14 délimitée par un bord d’enceinte 16. L’enceinte cylindrique, selon une autre variante de réalisation, est à base circulaire. Cette géométrie est plus indiquée pour les pièces de symétrie cylindrique.
[0035] L’installation 10 comprend une plateforme 18 montée mobile en translation selon une direction verticale V à l’intérieur de l’enceinte cylindrique 12. Elle présente une surface de réception plane 19. La plateforme 18 s’étend horizontalement et elle est adaptée à être entraînée grâce à des moyens hydraulique comportant un piston mobile 20 commandable.
[0036] L’installation 10 comprend également un réservoir 22, contigu à l’enceinte cylindrique 12. Le réservoir 22 présente une ouverture de réservoir 24 délimitée par un bord de réservoir 26, et les bords de réservoir 26 et d’enceinte 16 s’étendent dans un même plan. Par ailleurs, l’enceinte cylindrique 12 et le réservoir 22 sont reliés ensemble bord à bord par un pont 28.
[0037] Aussi, le réservoir 22 comprend un fond mobile 30 en translation selon une direction verticale.
[0038] Le réservoir 22 est alors chargé d’un matériau métallique pulvérulent 32, et le fond mobile 30 permet d’entraîner par pas le matériau pulvérulent à travers l’ouverture de réservoir 24. Et ainsi, des quantités données de matériau pulvérulent peuvent être portées au-dessus du niveau du bord de réservoir 26 de l’ouverture 24.
[0039] En outre, l’installation comprend un rouleau rotatif 34, fait d’un cylindre plein à base circulaire. Il présente deux extrémités opposées, avantageusement en appui tangentiel sur deux portions transversales de bord opposées du réservoir 22. Aussi, sur la [Fig. 1], le rouleau 34 est en appui sur une portion de bord longitudinal libre 36 du réservoir 22.
[0040] On observera que le rouleau rotatif peut, dans certaines circonstances, liées à la nature du matériau métallique et à sa granulométrie, être remplacé par une racle élastiquement déformable, réalisée par exemple dans un matériau polymère.
[0041] Le rouleau 34 est, tel que représenté sur la [Fig. 1], entraîné en rotation dans le sens horaire H. Il sera entraîné dans ce même sens durant toutes les étapes de la méthode de fabrication selon l’invention.
[0042] De plus le rouleau 34 est mobile en translation selon une direction parallèle au plan définit par les bords de réservoir 26 et d’enceinte 16. Aussi, la direction de mouvement du rouleau 34 est sensiblement comprise dans un plan horizontal.
[0043] On décrira d’autres éléments de l’installation 10 au regard de la [Fig. 5] [0044] A présent, on décrira l’enchaînement des étapes de la méthode selon l’invention en regard des [Fig. 1] à [Fig. 6] et à l’appui de l’organigramme illustré sur la [Fig. 7]
[0045] Ainsi, comme illustré sur la [Fig. 1], la plateforme 18 est ajustée à l’intérieur de l’enceinte 12, de façon que sa surface de réception 19 soit ajustée à une distance prédéfinie du bord d’enceinte 16. Cette distance prédéfinie, détermine un volume V délimité par l’enceinte 12, la plateforme 18 et le plan du bord d’enceinte 16.
[0046] En outre, le rouleau 34 est situé au droit de la première portion de bord longitudinal libre 36, et selon une première étape 38, de l’organigramme de la [Fig. 7], on entraîne le fond 30 du réservoir 22 verticalement vers l’ouverture de réservoir 24 pour porter une quantité Q de matériau pulvérulent au-dessus du niveau du bord de réservoir 26. Cette quantité Q est déterminée en fonction du volume V précité. Avantageusement, la quantité Q est évaluée pour présenter un volume sensiblement inférieur au volume V précité.
[0047] Ensuite, on entraîne en translation le rouleau 34 dans un sens aller, selon un sens T vers l’enceinte cylindrique 12 conformément à une deuxième étape 40 de la méthode selon l’invention.
[0048] Partant, le rouleau 34 étant entraîné en rotation dans le sens horaire Fl, la vitesse tangentielle Vtg de ses parties en contact avec la quantité Q de matériau pulvérulent est orientée dans un sens présentant une composante positive avec le sens T de translation du rouleau 34. Partant, la quantité de matériau pulvérulent est plus aisément entraînée par le rouleau 34.
[0049] On se reportera sur la [Fig. 2], où le rouleau 34 poursuivant sa course, selon la deuxième étape 40, a entraîné la quantité de matériau pulvérulent Q en dehors du réservoir, sur le pont 28 et partiellement dans l’enceinte cylindrique 12, sur la plateforme 18.
[0050] On observera que le matériau pulvérulent 32 à l’intérieur du réservoir 22 présente une première surface plane 42 laissée en aval par le rouleau 34 et s’étendant dans le plan définit par le bord de réservoir 26.
[0051] Poursuivant sa course, le rouleau 34 atteint une portion de bord libre 44 de l’enceinte 12, comme illustré sur la [Fig. 3] Partant, la quantité Q de matériau pulvérulent est venu se répartir sur la surface de réception 19 de la plateforme 18, et dans le volume V défini par la position relative de la plateforme 18 et du bord d’enceinte 16.
[0052] De la sorte, la quantité Q de matériau pulvérulent forme une première couche de matériau pulvérulent 46 d’une épaisseur el sensiblement homogène. Cette dernière présente une première surface de couche 48, qui vient s’étendre sensiblement dans le plan défini par le bord d’enceinte 16.
[0053] Après que le rouleau 34 a atteint le bord libre de l’enceinte 44, conformément à une troisième étape de la méthode selon l’invention, on procède à l’entraînement de la plateforme 18 verticalement vers l’ouverture supérieur de l’enceinte 14 afin de la remonter d’un pas ^l, inférieur à l’épaisseur el, la couche de matériau pulvérulent 46. [0054] De la sorte, et comme illustré sur la [Fig. 4], la couche de matériau pulvérulent 46 s’étend alors sensiblement en saillie du bord d’enceinte 16. Plus précisément, elle s’en étend d’une hauteur égale au pas o1 .
[0055] Conformément à une quatrième étape 52, de la méthode selon l’invention, le rouleau 34 est alors entraîné en translation dans un sens retour selon une même direction, mais dans le sens inverse R, vers le réservoir 22. Aussi, le rouleau 34 est toujours entraîné en rotation selon le sens horaire H. Partant, on procède au roulage de la couche de matériau pulvérulent 46 et on vient de la sorte la compacter pour en réduire les espaces libres.
[0056] Avantageusement, mais non impérativement, on installe un dispositif vibratoire 53 sur la plateforme 18 de manière à pouvoir provoquer la vibration de la couche de matériau pulvérulent 46 lorsqu’elle est compactée.
[0057] Le dispositif de vibration 53, peut également être installé sur l’enceinte 12. [0058] Poursuivant sa course, le rouleau 34 tel que représenté sur la [Fig. 5] laisse derrière lui une première couche compactée 54. L’épaisseur de cette première couche compactée 54, présentant une première surface de couche compactée 55, est sensiblement égale à e1-p1 .
[0059] Grâce aux vibrations, on vient réduire plus encore les espaces libres dans la couche compactée 54 en surplus du roulage. Et partant, on réduit les occlusions dans la pièce finale après frittage, et inversement, on augmente sa résistance mécanique. [0060] Par ailleurs, le rouleau 34 entraîne avec lui un surplus de matériau pulvérulent 56 vers le réservoir 22. Ce surplus de matériau pulvérulent 56 va pouvoir être recyclé sans perte dans le réservoir 22. [0061] Durant le retour du rouleau 34 dans le sens retour R, et après que la première couche compactée 54 a été réalisée, on procède selon une cinquième étape parallèle 58, à l’impression d’un liant selon un motif prédéfini 59.
[0062] Pour ce faire, l’installation comprend une tête d’injection 60 reliée à un réservoir de liant 62 et adaptée à être entraînée en mouvement selon un plan parallèle au plan défini par le bord d’enceinte 16, et par conséquent, parallèle au plan défini par la première surface de couche compactée 55. La tête d’injection 60 est adaptée à être entraînée en translation selon deux composantes perpendiculaires pour pouvoir injecter le liant selon le motif prédéfini.
[0063] Le liant diffuse alors à travers la première couche compactée 54 et vient alors lier entre elles les particules du matériau pulvérulent sur toute l’épaisseur de la couche et suivant le motif prédéfini 59.
[0064] Aussi, avantageusement, durant la quatrième étape 52, et avant que le rouleau 34 n’atteigne en retour le bord longitudinal libre 36 du réservoir 22, on procède, selon une sixième étape 64, à l’abaissement du fond 30 du réservoir 22 de manière à pouvoir accueillir le surplus de matériau pulvérulent 56 sur la réserve de matériau pulvérulent 32.
[0065] Lorsque le rouleau 34, au terme de sa course, vient dans une septième étape 66, au droit du bord longitudinal libre 36 du réservoir 22, il a accompli un premier cycle. [0066] Avant de démarrer un nouveau cycle, on procède selon une huitième étape 68, à l’ajustement de la plateforme 18 à l’intérieur de l’enceinte 12, de façon que la première surface de couche compactée 55 soit ajustée à la distance prédéfinie du bord d’enceinte 16 pour pouvoir définir le volume V précité.
[0067] Ainsi, et selon la première étape 38, le fond 30 du réservoir 22 est entraîné verticalement vers l’ouverture de réservoir 24 pour porter une nouvelle quantité Q de matériau pulvérulent au-dessus du niveau du bord de réservoir 26.
[0068] Comme illustré sur la [Fig. 1], le rouleau 34 est ensuite entraîné en translation dans le sens aller, selon le sens T vers l’enceinte cylindrique 12 conformément à la deuxième étape 40 de la méthode selon l’invention.
[0069] Comme illustré sur les [Fig. 2] et [Fig. 3], le rouleau 34 poursuivant sa course, selon la deuxième étape 40, a entraîné la quantité de matériau pulvérulent Q en dehors du réservoir, sur le pont 28 et dans l’enceinte cylindrique 12, sur la plateforme 18. Puis, il a atteint la portion de bord libre 44 de l’enceinte 12. Partant, la quantité Q de matériau pulvérulent est venu se répartir sur la première surface de couche compactée 55 dans le volume V défini par la position relative de la plateforme 18 et du bord d’enceinte 16.
[0070] De la sorte, la quantité Q de matériau pulvérulent forme une deuxième couche de matériau pulvérulent, non représentée, d’une épaisseur e2 sensiblement homogène. Cette dernière présente une deuxième surface de couche qui s’étend dans le plan défini par le bord d’enceinte 16.
[0071] Lorsque le rouleau 34 a atteint le bord libre de l’enceinte 44, selon la troisième étape de la méthode selon l’invention, on entraîne la plateforme 18 verticalement vers l’ouverture supérieure de l’enceinte 14 afin de la remonter d’un pas Q2, égal à o1 et inférieur à l’épaisseur e2 de la couche de matériau pulvérulent.
[0072] De la sorte, la couche de matériau pulvérulent s’étend en saillie du bord d’enceinte 16 d’une hauteur égale au pas o2.
[0073] Selon la quatrième étape 52, de la méthode selon l’invention, le rouleau 34 est ensuite entraîné en translation dans le sens retour selon le sens R, vers le réservoir 22. Aussi, le rouleau 34 est toujours entraîné en rotation selon le sens horaire H et on procède au roulage de la couche de matériau pulvérulent et on vient de la sorte la compacter et en réduire les espaces libres.
[0074] Avantageusement, on provoque également la vibration de la couche de matériau pulvérulent lorsqu’elle est compactée.
[0075] Ainsi, le rouleau 34 tel que représenté sur la [Fig. 5] laisse derrière lui une deuxième couche compactée. L’épaisseur de cette deuxième couche compactée, présentant une deuxième surface de couche compactée, est sensiblement égale à e2-o2.
[0076] Durant le retour du rouleau 34 dans le sens retour R, et après que la deuxième couche compactée a été réalisée, on procède selon la cinquième étape parallèle 58, à l’impression du liant selon le motif prédéfini 59.
[0077] Le liant diffuse alors non seulement à travers la deuxième couche compactée 54 pour lier entre elles les particules du matériau pulvérulent sur toute l’épaisseur de la couche, mais aussi, à l’interface entre les deux couches compactées pour pouvoir lier entre elles les particules du matériau pulvérulent à l’interface.
[0078] Les étapes de la méthode précitée sont ainsi réitérées autant de fois que nécessaire pour pouvoir lier entre elles des particules de matériau pulvérulent couche par couche et inter-couche selon un motif prédéfini et ainsi aboutir à une pièce à vert 70 telle que représentée sur la [Fig. 6]
[0079] La pièce à vert 70 ainsi réalisée, est homogène en ce que les particules du matériau pulvérulent liées sont uniformément réparties dans le corps de la pièce. De surcroît, grâce à la forte compaction des couches de matériau pulvérulent, la pièce présente très peu d’espace libre.
[0080] En conséquence, après que la pièce à vert 70 a été extraite des particules du matériau pulvérulent libres qui l’entourent, elle est portée dans un four pour procéder au frittage. Grâce au procédé selon l’invention, la pièce alors obtenue présente très peu d’occlusions. Et sa résistance mécanique en sera alors augmentée.

Claims

REVENDICATION
[Revendication 1] Méthode de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions comprenant les étapes suivantes :
- on fournit un réservoir (22) contenant un matériau métallique pulvérulent (32) ;
- on fournit une plateforme (18) sensiblement horizontale et mobile en translation selon une direction verticale ;
- on fournit un organe d’entraînement et de compactage (34) monté mobile en translation selon une direction horizontale pour pouvoir séquentiellement, entraîner dudit réservoir (22) à ladite plateforme (18), une pluralité de quantités données Q dudit matériau métallique pour former une pluralité de couches (46) dudit matériau métallique, et pour compacter chacune desdites couches dudit matériau métallique, de manière à superposer une pluralité de couches dudit matériau métallique compactées (54) sur ladite plateforme (18) ;
- on imprime un liant selon un motif prédéfini (59) à la surface (55) de chacune des couches dudit matériau métallique compactée, tandis qu’on abaisse ladite plateforme (18) après chaque impression ; caractérisée en ce qu’on entraîne ledit organe d’entraînement et de compactage (34), pour chacune des quantités Q dudit matériau métallique, dans un sens aller en translation de manière à former une couche dudit matériau métallique (46), et dans un sens retour en translation pour compacter ladite couche formée.
[Revendication 2] Méthode de fabrication selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu’on remonte ladite plateforme (18) avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage (34) en sens retour.
[Revendication 3] Méthode de fabrication selon la revendication 2, caractérisée en ce qu’on abaisse ladite plateforme (18) d’un premier pas de hauteur avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage (34) en sens aller, et en ce qu’on remonte ladite plateforme (18) d’un second pas inférieur audit premier pas avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage (34) en sens retour.
[Revendication 4] Méthode de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit organe d’entraînement et de compactage (34) est un rouleau rotatif, et en ce que ledit rouleau rotatif (34) est entraîné en rotation dans un même sens de rotation dans les sens aller et retour en translation.
[Revendication 5] Méthode de fabrication selon la revendication 4, caractérisée en ce qu’on entraîne en rotation le rouleau (34) de façon à ce que, lorsqu’il est entraîné en translation dans le sens aller, la vitesse tangentielle de la portion de rouleau (34) en contact avec le matériau pulvérulent est orientée dans un sens ayant une composante positive avec le sens d’entraînement aller du rouleau (34).
[Revendication 6] Méthode de fabrication selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu’on entraîne ledit rouleau (34) en rotation de façon que ledit rouleau roule chacune desdites couche (46) de dudit matériau métallique dans ledit sens retour.
[Revendication 7] Méthode de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’on provoque la vibration desdites couches dudit matériau métallique compactées (54).
[Revendication 8] Méthode de fabrication selon la revendication 7, caractérisée en ce qu’on entraîne ladite plateforme (18) en vibration pour provoquer la vibration desdites couches dudit matériau métallique compactées (54).
[Revendication 9] Installation de fabrication additive de pièce métallique en trois dimensions comprenant :
- une plateforme (18) sensiblement horizontale et mobile en translation selon une direction verticale ;
- un réservoir (22) situé au voisinage de ladite plateforme (18) et contenant un matériau métallique pulvérulent (32) ;
- un organe d’entraînement et de compactage (34) monté mobile en translation selon une direction horizontale pour pouvoir séquentiellement, entraîner une pluralité de quantités données Q dudit matériau métallique, dudit réservoir (22) à ladite plateforme (18), pour former une pluralité de couches (46) dudit matériau métallique, et pour compacter chacune desdites couches dudit matériau métallique, de manière à superposer une pluralité de couches dudit matériau métallique compactées (54) sur ladite plateforme ;
- un dispositif d’impression (60) pour imprimer un liant selon un motif prédéfini (59) à la surface (55) de chacune des couches dudit matériau métallique compactée (54), tandis que ladite plateforme (18) est abaissée après chaque impression ; caractérisée en ce que ledit organe d’entraînement et de compactage (34) est entraîné, pour chacune des quantités Q dudit matériau métallique, dans un sens aller en translation de manière à former une couche dudit matériau métallique, et dans un sens retour en translation pour compacter ladite couche formée (46).
[Revendication 10] Installation de fabrication selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite plateforme (18) est remontée avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage (34) en sens retour.
[Revendication 11] Installation de fabrication selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite plateforme (18) est abaissée d’un premier pas de hauteur avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage (34) en sens aller, et en ce qu’elle est remontée d’un second pas inférieur audit premier pas avant chaque entraînement dudit organe d’entraînement et de compactage (34) en sens retour.
[Revendication 12] Installation de fabrication selon la revendication 11 , caractérisée en ce que ce que ledit organe d’entraînement et de compactage (34) est un rouleau rotatif, et en ce que ledit rouleau rotatif (34) est entraîné en rotation dans un même sens de rotation dans les sens aller et retour en translation.
[Revendication 13] Installation de fabrication selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit rouleau (34) est entraîné en rotation de façon que ledit rouleau roule chacune desdites couche (46) dudit matériau métallique dans ledit sens retour. [Revendication 14] Installation de fabrication selon l’une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisée en ce qu’elle comprend une enceinte cylindrique (12) présentant une ouverture supérieure
(14) délimitée par un bord d’enceinte (16), et en ce que ladite plateforme (18) est mobile en translation à l’intérieur de ladite enceinte (12).
[Revendication 15] Installation de fabrication selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit réservoir (22) présente un bord de réservoir (26) et en ce que ladite enceinte (12) et ledit réservoir (22) sont montés sensiblement bord à bord. [Revendication 16] Installation de fabrication selon l’une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif vibratoire (53) pour provoquer la vibration desdites couches dudit matériau métallique compactées (54). [Revendication 17] Installation de fabrication selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit dispositif vibratoire (53) est monté solidaire de ladite plateforme (18).
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