WO2023235959A1

WO2023235959A1 - Dispositif d'émission de radiation pour un appareil de fabrication additive

Info

Publication number: WO2023235959A1
Application number: PCT/CA2023/050758
Authority: WO
Inventors: Andro Vachon; Pascal Yves Vuillaume; Luc Deschamps; Lei HU; Audrey Diouf Lewis; Pier-Luc Marcoux
Original assignee: Coalia
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2023-06-02
Publication date: 2023-12-14
Also published as: CA3177826A1; CA3161970A1

Abstract

La divulgation concerne une tête d'impression en trois dimensions, un dispositif d'émission de radiation, ainsi que des procédés de fabrication additive et d'extrusion. La tête d'impression comprend une plaque radiante configurée pour transmettre une énergie thermique au matériel d'impression déposé sur une surface. Un dispositif d'émission de radiation peut être attaché à un dispositif de fabrication additive ou d'extrusion et comprend une plaque radiante et un élément chauffant. Des procédés de fabrication additive et d'extrusion utilisent une radiation pour chauffer une surface de déposition du matériel. Des caractéristiques des produits ainsi fabriqués, par exemple le taux de porosité, le gauchissement, l'isotropie, la contrainte maximale, la contrainte interne, la résistance à l'impact, la résistance en flexion, la déformation à la rupture, le module de rigidité, le taux de cristallinité et l'étanchéité sont améliorés.

Description

DISPOSITIF D'ÉMISSION DE RADIATION POUR UN APPAREIL DE FABRICATION ADDITIVE

RÉFÉRENCES AUX DEMANDES RELIÉES

[0001] La présente demande revendique priorité de la demande de brevet canadien No. 3,161 ,970 déposée le 7 juin 2022 et de la demande de brevet canadien No. 3,177,826 déposée le 29 septembre 2022, leur contenu étant incorporé par référence.

DOMAINE

[0002] La présente divulgation concerne généralement la fabrication additive. Plus particulièrement, elle concerne des appareils de fabrication additive, plus particulièrement une tête d’impression pour fabrication additive, un dispositif d’émission de radiation et des procédés de fabrication additive.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

[0003] Le dépôt de filament fondu ou « fused deposition modeling » (FDM), parfois également appelé fabrication par filament fondu ou « fused fabrication filament » (FFF), est la technologie d'impression par fabrication additive la plus utilisée. D’autres procédés d’impression par fabrication additive qui s’inspirent de cette technologie sont en cours de développement, par exemple le dépôt de gouttelettes fondues à partir de granules telle qu’exemplifiée par le procédé APF par la compagnie Arburg¹, ou l’extrusion de filament fondu à partir de granules telle qu’exemplifiée par le système Pulsar de la compagnie Dyze Design.

[0004] La tête d’impression d’une imprimante FDM ou FFF doit être amovible. Elle est alimentée d’un filament de polymère rigide qui y est avancé mécaniquement et est constituée de deux sections, soit la zone froide et la zone chaude. Une barrière thermique est utilisée entre les deux zones pour minimiser le transfert de chaleur indésirable de la partie la plus chaude vers la partie froide. Dans des technologies de fabrication additive qui utilisent des granules, celles-ci peuvent être avancées mécaniquement, par exemple par une vis d’alimentation, un piston ou un mécanisme similaire. [0005] Le filament rigide est utilisé comme un poussoir pour exercer une pression sur le polymère en fusion située au niveau de la zone chaude. Cette force de poussée permet de générer l’écoulement à travers l’orifice de la buse chaude. Si la force de poussée n’est pas suffisamment importante, l’écoulement sera trop faible ou simplement stagnant.

[0006] Pour sa part, la zone chaude permet la fusion rapide du filament de polymère afin qu’il puisse passer de l’état solide à l’état liquide et ensuite atteindre une viscosité suffisamment faible pour s’écouler facilement à travers l’orifice de la buse chaude. Un faible transfert d’énergie en provenance du bloc chauffant vers le polymère ne permettra pas au polymère d’atteindre la viscosité idéale recherchée pour l’extruder.

[0007] Le polymère fondu est extrudé à travers la buse chaude et forme une couche de l’objet à imprimer.

[0008] Fig. 1² montre un processus d’impression par fabrication additive FDM ou FFF selon l’art antérieur. Vendu sous forme de bobine (1), le filament de polymère thermoplastique (2) est poussé par un extrudeur composé d’un système d’engrenages (3) à travers un bloc chauffant (5), où il est fondu, et une buse chaude (6), où il est extrudé sous forme d’un petit filament. Le diamètre du filament extrudé à la sortie de la buse est nettement inférieur (généralement moins d’un millimètre) au diamètre du filament utilisé au niveau de la bobine. L'imprimante déplace continuellement une tête d’impression, déposant le matériel fondu à des endroits précis sur un plateau d’impression (8) en suivant un trajet prédéterminé par le logiciel de découpe (slicer). Lorsque le polymère thermoplastique utilisé refroidit, il se solidifie, construisant la pièce couche par couche.

[0009] Fig. 2 montre des buses de type Volcano™ en laiton, en acier trempé et en acier inoxydable, fournies par l’entreprise E3D. D’autres matériels thermiquement conductifs peuvent être utilisés pour une buse d’impression et ressortiront aux personnes qui pratiquent la divulgation présente.

[0010] Fig. 3 montre une tête d’impression 30 pour fabrication additive, modèle E3D V6. La tête d’impression 30 comprend un tube de Bowden 33, requis lorsque l'entraînement n’est pas direct entre l’extrudeur et la tête d’impression. C’est un tube constitué d’un polymère thermoplastique, en Teflon qui guide le filament entre l’extrudeur et la tête d’extrusion. Le PTFE est utilisé étant donné qu’il possède l’un des plus faibles coefficients de frottement disponible sur le marché au niveau des matériaux solides (il est autolubrifiant). Elle comprend aussi un coupleur rapide 32 - un mécanisme de verrouillage standard à ajustement serré qui permet le maintien du tube de Bowden 33 en PTFE en place. Il est important de s’assurer qu’il serre parfaitement le tube afin qu’il ne soit pas possible de le déplacer lorsqu’il est poussé ou tiré. Elle peut comprendre aussi un radiateur 34, une zone à ailettes métalliques, dont le but est d'extraire la chaleur le plus rapidement possible en provenance de la barrière thermique 37 ou du filament. Ce système de refroidissement est parfois relié à un ventilateur 35 qui accentue la vitesse d’évacuation de la chaleur par convection forcée en soufflant de l'air à travers les ailettes.

[0011] La barrière thermique 37, aussi nommé « heat break » ou « heat throat », prend la forme d’un tube métallique fileté qui relie la zone froide 31 à la zone chaude 36. Sa géométrie amincie permet de réduire le transfert de chaleur par conduction en provenance de la zone chaude 36. Parfois, la barrière thermique permet le passage du tube en Teflon jusqu’à la buse.

[0012] La zone chaude 36 à l’autre extrémité de la barrière thermique 37 comprend le bloc chauffant 38, la cartouche chauffante (non reproduite), la thermistance (non reproduite) ainsi que la buse chaude 39. Le bloc chauffant 38 est généralement constitué d’aluminium ou de cuivre qui accumule et transfère la chaleur générée par l’élément chauffant vers le filament afin d’enclencher sa fusion. Le diamètre de l’orifice à l’entrée du bloc chauffant doit correspondre au diamètre du filament utilisé (1 .75 ou 2.85 mm). La buse chaude 39 est un insert cylindrique fileté possédant un orifice au centre permettant l’écoulement du polymère fondu. La buse est vissée directement à l’intérieur du bloc chauffant jusqu’à ce que son extrémité supérieure entre en contact avec la barrière thermique. La buse est souvent constituée de laiton, mais peut aussi être en acier trempé ou en acier inoxydable. Elle possède un premier orifice à son entrée permettant d’accueillir soit des filaments dont le diamètre est de 1.75 mm ou soit 2.85 mm. Le choix du diamètre à la sortie de la buse est très important, car il dicte plusieurs paramètres importants tels que l'épaisseur de la couche imprimée, la durée de l’impression, la qualité du fini de surface et la précision dimensionnelle de la pièce imprimée. Son diamètre à la sortie varie généralement de 0.2 mm à 1 .2 mm pour les imprimantes à filament et jusqu’à 10 mm les imprimantes à granules. Les objets imprimés avec une buse de plus grand diamètre ont tendance à offrir de meilleures propriétés mécaniques (propriétés en traction, résistance aux chocs, etc.). Selon des tests réalisés par Prusa, les objets imprimés avec une buse de 0.6 mm ont absorbé jusqu'à 25% plus d'énergie à l’impact que ceux imprimés avec une buse de 0.4 mm.

[0013] Fig. 4 montre les composantes d’une zone chaude d’une imprimante pour fabrication additive telles que connues dans l’art antérieur. Le bloc chauffant 41 reçoit la barrière thermique 42 à une extrémité et la buse 43 à l’autre extrémité. Le corps de la buse 43 s’étend généralement sur une partie de la longueur du bloc chauffant 41 et entre en contact avec la barrière thermique 42. Cela évite que le filament de matériel d’impression entre directement en contact avec le corps du bloc chauffant 41 , ce qui nécessiterait une manutention accrue et un nettoyage fréquent du bloc chauffant 41 lui-même. Le bloc chauffant 41 reçoit aussi une cartouche chauffante 44 et une thermistance 45.

[0014] Des structures de support sont requises lorsque la géométrie imprimée est en surplomb. Les structures de support peuvent être constituées du même matériel que la pièce imprimée et doivent alors être détachées manuellement lorsque l’impression est terminée. Il est aussi possible d’imprimer, à l’aide d’une seconde tête d’impression, un second matériel, possiblement soluble, afin de constituer la structure de support.

[0015] Le procédé FDM regroupe une catégorie d’imprimantes dont la chambre d’impression est fermée, chauffée et l’environnement y est contrôlé avec précision afin de répondre aux applications de pièces nécessitant des prototypes de haute qualité technique capables de résister à des efforts mécaniques importants.

[0016] Les pièces imprimées par la technologie FDM sont capables d'atteindre une précision relativement élevée de l’ordre de ± 0,127 mm (± 0,005 po) dans certains cas particuliers.

[0017] D’autre part, le procédé de fabrication par filaments fondus (FFF) répond généralement aux applications de prototypes permettant de valider la forme, l’ergonomie ou l’aspect visuel. Une imprimante de type FFF possède une chambre d’impression ouverte, dont l’environnement n’est pas contrôlé et, par conséquent, le filament passe de la tête d’extrusion chaude à travers un environnement ambiant froid ou chauffé de manière inégale avant d’être déposé sur un plateau d’impression chaud. Par contre, les pièces imprimées ne sont généralement pas en mesure de respecter des tolérances très serrées et peuvent rarement résister à des efforts mécaniques importants.

[0018] L’adhésion entre les différentes couches empilées lors de l’impression constitue un défi de taille pour les procédés FDM ou FFF. Une mauvaise adhésion inter-couches augmente l’anisotropie des propriétés mécaniques selon la direction d’empilement des couches (axe Z). Malheureusement, les procédés FDM et FFF présentent des taux d’anisotropie nettement supérieurs aux autres procédés de fabrication additive, comme décrit dans la Table 1 , ce qui limite considérablement leur utilisation pour fabriquer des pièces fonctionnelles nécessitant une bonne résistance mécanique. Avec le procédé FDM, l’utilisation d’une chambre chauffée à environnement contrôlé permet de réduire les anisotropies comparativement au procédé FFF.

Procédés d'impression 3D Anisotropie mécanique. (%)

Dépôt de filaments fondus (FDM) ~ 50 %

Frittage sélectif par laser (SLS) » 10 %

La projection de matière (Polyjet) ~ 2 %

Photopolymérisation en cuve (SLA) ~ 1 %

Table 1 : anisotropies mécaniques selon le procédé de fabrication additive utilisé. ³

[0019] Les procédés FFF et FDM sont peu coûteux, simples et rapides d’utilisation. Le procédé FDM est fréquemment la technologie la plus économique permettant de produire des pièces en polymères thermoplastiques et des prototypes personnalisés par fabrication additive. Ce procédé est très accessible, plusieurs gammes d’imprimantes étant disponibles sur le marché. Les délais de livraison de pièces imprimées par FFF ou FDM sont courts (aussi rapides que la livraison le lendemain), en raison de la vaste disponibilité de cette technologie.

[0020] Une large gamme de matériaux thermoplastiques sont disponibles, convenant à la fois au prototypage et à certaines applications fonctionnelles commerciales. Additionnellement, les procédés FDM et FFF permettent de créer des pièces possédant une structure interne à géométrie complexe et partiellement évidée.

[0021] Nonobstant les avantages ci-dessus mentionnés, les procédés FFF et FDM présentent plusieurs défis qui les rendent moins attrayants pour la fabrication additive de produits qui nécessitent de la précision et d’une solidité structurale.

[0022] Afin d’obtenir une impression de qualité, une pression suffisante doit être appliquée sur le filament fondu à partir de la buse lors de son dépôt afin qu’il puisse augmenter sa surface de contact avec la surface imprimée précédemment. Par contre, cette technique provoque une ovalisation du filament lors de son dépôt. Fig. 5A montre schématiquement un processus de déposition d’un filament fondu 52 sans l’application d’une pression significative sur le filament fondu 52 par une buse 51 . Fig. 5B montre schématiquement le même processus en appliquant une pression sur le filament 52 par une buse 51 . Le filament 52 est ovalisé en conséquence.

[0023] Malgré l’ovalisation du filament causée par la pression exercée par la buse lors de son dépôt, des petites porosités persisteront entre les couches. Celles-ci peuvent générer des concentrations de contraintes qui expliquent en partie les fortes anisotropies observées au niveau des propriétés mécaniques des pièces imprimées par FDM ou FFF.

[0024] Dans les procédés de fabrication additive courants, le filament chaud doit transférer une partie de sa chaleur à la surface imprimée précédemment afin de provoquer une refonte partielle et ponctuelle. Cette étape permet d’obtenir une diffusion moléculaire qui consiste à la création d’un enchevêtrement des chaines moléculaires entre le filament et la surface déjà imprimée. Dans les travaux publiés par Sun et al.⁴ une augmentation de la température du filament augmente la zone de contact entre les différentes couches de filaments, permettant parfois une diffusion moléculaire accrue. Cela peut entrainer une certaine réduction du taux d’anisotropie ou du taux de porosité. Toutefois, cela nécessite un chauffage excessif du filament, entrainant une détérioration du fini de surface, un risque accru de déformation du produit imprimé et une dégradation potentielle du matériel d’impression. Fig. 6 montre un mécanisme exemplaire de diffusion macromoléculaire d’un polymère entre deux couches déposées lors d’un procédé de fabrication additive. Dans l’hypothèse que les températures des filaments sont basses, une zone de contact très faible existe entre les filaments, résultant en un taux de porosité élevé et un taux d’anisotropies très élevé. Une augmentation des températures permet au matériel de maintenir un degré faible de fluidité après son dépôt, la zone de contact entre les filaments se trouvant augmentée, toutefois aucune diffusion moléculaire ne se produit. Ainsi, le taux de porosité s’affaiblit, mais le taux d’anisotropie demeure élevé. Une optimisation des températures des couches permet d’optimiser la zone de contact entre les couches, par exemple entre deux filaments, et permet une diffusion moléculaire à l’interface entre les deux filaments. Des taux de porosité et des taux d’anisotropie faibles peuvent ainsi être obtenus.

[0025] Le mécanisme d'adhésion entre les couches rend les pièces imprimées par FDM ou FFF intrinsèquement anisotropes. L’orientation de la pièce lors de son impression influence ensuite ses propriétés mécaniques dans chacune des directions. La juxtaposition des filaments de section circulaire génère des porosités ou « gaps triangulaires » qui affectent considérablement les propriétés physiques, mécaniques ainsi que l’étanchéité des pièces imprimées. Fig. 7 montre des mécanismes⁵⁶ de formation de gaps triangulaires connus dans l’art. Par exemple, la déposition de filaments circulaires ou ovalisés 71 laisse des porosités triangulaires 72.

[0026] Le gauchissement est un problème majeur associé aux procédés FDM et FFF. Lorsque le matériel extrudé par la tête d’impression se refroidit et se solidifie, son volume diminue considérablement. Comme les différentes sections de la pièce imprimée ne se refroidissent pas toutes en même temps, le volume occupé par le plastique évolue différemment d’une couche à l’autre. Le refroidissement différentiel provoque alors l'accumulation de contraintes internes qui tirent la couche sous-jacente vers le haut, la déformant. Fig. 8 montre un processus exemplaire de gauchissement d’un produit fabriqué par fabrication additive. La nouvelle couche déposée refroidit, causant un retrait volumique. Celle-ci s’agrippe à la couche précédente et tire la pièce imprimée vers le haut. Cela entraine un risque de délamination entre la pièce imprimée et le plateau ou entre les différentes couches. Plus l’écart de température entre la couche supérieure et la couche de déposition est important, plus l’importance du retrait, des contraintes internes, des risques de délamination et du gauchissement augmenteront.

[0027] Les procédés d’impression FDM et FFF présentent une faible précision dimensionnelle comparativement aux procédés traditionnels comme le moulage par injection. Cela s’explique principalement par la limite inférieure permise au niveau du diamètre du filament fondu déposé et par des phénomènes de gauchissement et de distorsion lors de l’impression. La tolérance dimensionnelle peut atteindre ± 0.5 % de la dimension critique pour le procédé FDM avec une limite inférieure de ± 0.5 mm, ce qui s’avère aussi être une précision dimensionnelle inférieure comparativement aux autres procédés de fabrication additive tels que le frittage sélectif par laser, la photopolymérisation en cuve, et la projection de matière.

[0028] Les pièces imprimées par FDM sont susceptibles de présenter des lignes de soudure visibles à la surface, un post-traitement est donc nécessaire pour obtenir un fini de surface plus lisse, entrainant des dépenses et des manipulations supplémentaires.

[0029] Pour le procédé FFF, la précision dimensionnelle et la résolution sont plus faibles comparativement au procédé FDM et aux autres technologies de fabrication additive, il ne convient donc pas aux pièces possédant des géométries fines ou des petits détails complexes.

[0030] Il existe donc un besoin d’améliorer les processus de fabrication additive FFF et FDM afin d’améliorer les caractéristiques mécaniques et la qualité des produits imprimés à l’aide de ces procédés.

SOMMAIRE DE LA DIVULGATION

[0031] Il a été trouvé que les dispositifs et les procédés de la présente divulgation améliorent les caractéristiques des produits fabriqués par fabrication additive ou par extrusion. Plus particulièrement, une ou plusieurs caractéristiques d’un produit fabriqué par fabrication additive peuvent être modulées, y inclus le taux de porosité, le gauchissement, l’isotropie, la contrainte maximale, la contrainte interne, la résistance à l’impact, la résistance en flexion, la déformation à la rupture et le module de rigidité.

[0032] La présente divulgation décrit des dispositifs pour la fabrication additive comprenant un moyen d’émission d’une radiation thermique, particulièrement une plaque radiante. Des procédés de fabrication additive et d’extrusion de matériaux utilisant une radiation sont aussi décrits.

[0033] La présente divulgation concerne une tête d’impression pour fabrication additive, comprenant un dispositif d’émission de radiation et une buse d’impression configurée pour délivrer un matériel d’impression. Le dispositif d’émission de radiation comprend une plaque radiante, comprenant une surface proximale et une surface distale, et au moins un élément chauffant. Le dispositif d’émission de radiation est configuré pour recevoir la buse d’impression de façon à ce que la buse soit à proximité de la plaque radiante.

[0034] La présente divulgation concerne en outre un procédé de fabrication additive utilisant une tête d’impression comprenant une buse configurée pour délivrer un matériel d’impression et un dispositif d’émission de radiation comprenant une plaque radiante et au moins un premier élément chauffant. Le procédé comprend les étapes suivantes : chauffer le matériel d’impression circulant dans la buse, extruder une première quantité du matériel d’impression chauffé vers une surface de déposition à travers la buse, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de la couche de déposition par une radiation émanant de la plaque radiante, extruder au moins une deuxième quantité du matériel d’impression chauffé à travers la buse sur la partie de la couche de déposition ainsi chauffée.

[0035] La présente divulgation concerne en outre un dispositif d’émission de radiation pour un appareil de fabrication additive, comprenant une plaque radiante, configurée pour être installée à proximité de l’appareil, comprenant une surface proximale et une surface distale, et au moins un élément chauffant configuré pour chauffer la plaque radiante. [0036] La présente divulgation concerne en outre un procédé d’extrusion d’un matériel, comprenant les étapes suivantes : chauffer le matériel, chauffer par radiation au moins une partie d’une surface de déposition, extruder le matériel chauffé vers la surface de déposition.

[0037] La présente divulgation concerne en outre un procédé de fabrication additive, comprenant les étapes suivantes : chauffer un matériel, extruder une première quantité du matériel chauffé vers une surface de déposition, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de la couche de déposition par une radiation, extruder au moins une deuxième quantité du matériel chauffé sur la partie de la couche de déposition ainsi chauffée.

[0038] La présente divulgation concerne en outre l’utilisation d’une plaque radiante disposée à proximité d’une buse d’impression dans un procédé de fabrication additive. Cette utilisation permet de moduler une ou plusieurs caractéristiques d’un produit fabriqué par fabrication additive. Ces caractéristiques incluent le taux de porosité, le gauchissement, l’isotropie, la contrainte maximale, la contrainte interne, la résistance à l’impact, la résistance en flexion, la déformation à la rupture, le module de rigidité et l’étanchéité.

[0039] La présente divulgation concerne en outre l’utilisation d’une plaque radiante intégrée à une tête d’impression dans un procédé de fabrication par fabrication additive. Cette utilisation permet de moduler une ou plusieurs caractéristiques d’un produit fabriqué par fabrication additive. Ces caractéristiques incluent le taux de porosité, le gauchissement, l’isotropie, la contrainte maximale, la contrainte interne, la résistance à l’impact, la résistance en flexion, la déformation à la rupture, le module de rigidité et l’étanchéité.

[0040] Selon certains modes de réalisation, la buse comprend une extrémité d’extrusion et est reçue par le dispositif d’émission de radiation de façon à ce que l’extrémité d’extrusion s’étende au-delà de la surface distale de la plaque radiante.

[0041] Selon certains modes de réalisation, l’extrémité d’extrusion s’étend d’environ 0.1 à environ 500 millimètres au-delà de la surface distale de la plaque radiante. Selon d’autres modes de réalisation, l’extrémité d’extrusion s’étend d’environ 0.1 à environ 200 millimètres au-delà de la surface distale de la plaque radiante. Selon d’autres modes de réalisation, l’extrémité d’extrusion s’étend d’environ 0.5 à environ 50 millimètres au-delà de la surface distale de la plaque radiante. Selon d’autres modes de réalisation, l’extrémité d’extrusion s’étend d’environ 1 à environ 5 millimètres au- delà de la surface distale de la plaque radiante.

[0042] Selon certains modes de réalisation, le au moins un premier élément chauffant est configuré pour transmettre une énergie thermique par conduction à la surface proximale de la plaque radiante.

[0043] Selon certains modes de réalisation, la plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique du au moins un premier élément chauffant par radiation via la surface distale au matériel d’impression délivré sur une surface de déposition située à proximité sous la surface distale.

[0044] Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression est configurée pour être mobile par rapport à une surface de déposition.

[0045] Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression comprend en outre un bloc chauffant, comprenant au moins un deuxième élément chauffant et configuré pour recevoir une extrémité supérieure de la buse. Le bloc chauffant est configuré pour chauffer le matériel d’impression circulant dans la buse d’impression.

[0046] Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression comprend en outre un boitier de fixation configuré pour relier la surface proximale de la plaque radiante et le bloc chauffant.

[0047] Selon certains modes de réalisation, le dispositif d’émission de radiation comprend en outre au moins un premier thermocouple en contact direct avec le au moins un premier élément chauffant. Selon d’autres modes de réalisation, le au moins un premier thermocouple est en contact direct avec la plaque radiante.

[0048] Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression comprend en outre un premier contrôleur de température, le au moins un premier élément chauffant étant fonctionnellement connecté au premier contrôleur de température. Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression comprend en outre un deuxième contrôleur de température fonctionnellement connecté à au moins un deuxième élément chauffant. Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression comprend un contrôleur de température fonctionnellement connecté aux au moins un premier élément chauffant et au moins un deuxième élément chauffant.

[0049] Selon certains modes de réalisation, le bloc chauffant comprend le au moins un premier élément chauffant et le au moins un deuxième élément chauffant. Selon certains modes de réalisation, le au moins un premier élément chauffant et le au moins un deuxième élément chauffant forment un seul élément chauffant et la plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique du seul élément chauffant par radiation via la surface distale au matériel d’impression délivré sur une surface de déposition située à proximité sous la surface distale.

[0050] Selon certains modes de réalisation, le boitier de fixation définit une zone d’isolation entre le boitier et le au moins un premier élément chauffant. Selon certains modes de réalisation, le boitier de fixation définit une zone d’isolation entre le boitier et le bloc chauffant. Selon certains modes de réalisation, la zone d’isolation comprend un espace d’environ 0 à environ 100 millimètres Selon certains modes de réalisation, la zone d’isolation comprend un espace d’environ 0.1 à environ 50 millimètres. Selon certains modes de réalisation, la zone d’isolation comprend un espace d’environ 1 à environ 10 millimètres. Selon certains modes de réalisation, la zone d’isolation comprend au moins l’un quelconque de : une surface réfléchissante, une matière isolante ou un espace d’air.

[0051] Selon certains modes de réalisation, la plaque radiante est de forme annulaire. Selon certains modes de réalisation, le au moins un premier élément chauffant est de forme annulaire.

[0052] Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression est configurée pour recevoir le matériel d’impression sous forme de filament. Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression est configurée pour recevoir le matériel d’impression sous forme de granules.

[0053] Selon certains modes de réalisation, le matériel avant le chauffage est un filament. Selon certains modes de réalisation, le matériel avant le chauffage est en forme de granules. [0054] Selon certains modes de réalisation, le matériel est chauffé par au moins une des méthodes choisies parmi le groupe consistant de: conduction, convection.

[0055] Selon certains modes de réalisation, le matériel est chauffé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse. Selon certains modes de réalisation, le matériel est chauffé à une température supérieure à sa température de fusion.

[0056] Selon certains modes de réalisation, le matériel comprend un polymère amorphe, le polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 200 °C au-dessus de la T_g, ou d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus de la T_g, ou d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de la T_g.

[0057] Selon certains modes de réalisation, le matériel comprend un copolymère à blocs, chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Selon certains modes de réalisation, la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au- dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Selon certains modes de réalisation, la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs.

[0058] Selon certains modes de réalisation, le matériel comprend un polymère semi- cristallin, le polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf, ou d’environ 10 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf, ou d’environ 5 °C au-dessous de la T_g à environ 50 °C au- dessus de la Tf.

[0059] Selon certains modes de réalisation, le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Selon certains modes de réalisation, la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Selon certains modes de réalisation, la au moins une partie de la couche de déposition est chauffée par la radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 5 0°C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange.

[0060] Selon certains modes de réalisation, la tête d’impression est mobile par rapport à la couche de déposition, et une température du au moins un premier élément chauffant est ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de la tête d’impression par rapport à la couche de déposition.

[0061] Selon certains modes de réalisation, une température du au moins un premier élément chauffant est ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel. [0062] Selon certains modes de réalisation, le dispositif d’émission de radiation est configuré pour être attaché à un dispositif d’extrusion. Selon certains modes de réalisation, le dispositif d’émission de radiation est configuré pour être attaché à une tête d’impression.

[0063] Selon certains modes de réalisation, la radiation permet de chauffer le matériel extrudé afin de ralentir son refroidissement.

[0064] Selon certains modes de réalisation, la radiation est une radiation thermique et une température d’une source de la radiation est ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de la source par rapport à la surface de déposition.

[0065] Selon certains modes de réalisation, la radiation est une radiation thermique et une température d’une source de la radiation est ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel.

[0066] Selon certains modes de réalisation, la surface de déposition est un plateau d’impression. Selon certains modes de réalisation, la surface de déposition est une couche du matériel.

[0067] D’autres éléments et avantages de la présente divulgation seront apparents à la lecture de la description détaillée qui suit. La description détaillée et les exemples spécifiques indiquent des modes de réalisation et sont donnés pour des fins illustratifs. La portée des revendications ne doit pas être limitée par ces modes de réalisation, mais doit recevoir l’interprétation la plus large que la description permet.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0068] Fig. 1 est une représentation d’un processus d’impression par fabrication additive selon l’art antérieur.

[0069] Fig. 2 montre des buses de type Volcano en laiton, en acier trempé et en acier inoxydable, fournies par l’entreprise E3D, selon l’art antérieur.

[0070] Fig. 3 est un schéma d’une tête d’impression pour fabrication additive, modèle E3D V6, selon dans l’art antérieur. [0071] Fig. 4 montre les composantes d’un bloc chauffant selon l’art antérieur.

[0072] Fig. 5A et 5B sont des représentations d’un procédé de fabrication additive par dépôt de filament sans une pression appliquée (Fig.5A) et avec une pression appliquée (Fig.5B) par une buse lors de son dépôt selon l’art antérieur.

[0073] Fig. 6 est une représentation des effets de la température sur la diffusion macromoléculaire entre des filaments.

[0074] Fig. 7 est une représentation des mécanismes de formation de gaps triangulaires selon l’art antérieur.

[0075] Fig. 8 est une représentation du phénomène de retrait volumique entre la couche de déposition et la couche supérieure lors du refroidissement pouvant résulter en un processus de gauchissement ou de délamination de la pièce imprimée.

[0076] [0001] Fig. 9 est une représentation du processus de transfert d’énergie par radiation vers le matériel déposé.

[0077] Fig. 10 est une représentation d’une tête d’impression selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0078] Fig. 11 est une vue en perspective d’un dispositif d’émission de radiation selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0079] Fig. 12 est une coupe transversale d’un dispositif d’émission de radiation selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0080] Fig. 13 est une vue du dessous d’un dispositif d’émission de radiation selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0081] Fig. 14 représente les profils thermiques de deux couches formées selon un procédé de fabrication additive selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0082] Fig. 15 montre une éprouvette-échantillon imprimée avec indication des axes d’impression selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation. [0083] Fig. 16 montre les dimensions en millimètres d’un échantillon ASTM D638 type IV selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation⁷.

[0084] Fig. 17 est un graphique illustrant l’évolution du module de Young d’un échantillon imprimé par fabrication additive en fonction de la vitesse d’impression et de la configuration d’un système de chauffage avec une plaque radiante selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0085] Fig. 18 est un graphique illustrant l’évolution de la contrainte maximale d’un échantillon imprimé par fabrication additive en fonction de la vitesse d’impression et de la configuration d’un système de chauffage avec une plaque radiante selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0086] Fig. 19 est un graphique illustrant l’évolution de l’élongation à la rupture d’un échantillon imprimé par fabrication additive en fonction de la vitesse d’impression et de la configuration d’un système de chauffage avec une plaque radiante selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0087] Fig. 20A et Fig. 20B sont des images de tomographie à rayons X de la coupe transversale d’un échantillon imprimé par fabrication additive sans (Fig. 20A) et avec (Fig. 20B) un élément chauffant radiant selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0088] Fig. 21 est une représentation schématique d’un mécanisme potentiel de réduction du taux de porosité selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0089] Fig. 22 est un graphique illustrant l’évolution du module de Young d’un échantillon imprimé par fabrication additive en fonction de la température, et en fonction de l’appareil utilisé, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0090] Fig. 23 est un graphique illustrant l’évolution de la contrainte maximale d’un échantillon imprimé par fabrication additive en fonction de la température, et en fonction de l’appareil utilisé, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation. [0091] Fig. 24 est un graphique illustrant l’évolution de l’élongation à la rupture d’un échantillon imprimé par fabrication additive en fonction de la température, et en fonction de l’appareil utilisé, selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

[0092] Fig. 25A, 25B, 25C et 25B sont des images de tomographie à rayons X d’un échantillon imprimé par fabrication additive selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation - Fig. 25A : coupe transversale, imprimé sans élément chauffant radiant; Fig. 25B : coupe transversale, imprimé avec un élément chauffant radiant; Fig. 25C : coupe en élévation, imprimé sans élément chauffant radiant; et Fig. 25D : coupe en élévation, imprimé sans élément chauffant radiant.

[0093] Fig. 26 est une représentation schématique du chauffage localisée du système de chauffage radiant selon un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[0094] Dans la présente divulgation, le terme « fabrication additive » comprend, sans s’y limiter, les procédés de formation d’un objet par déposition ou par un autre moyen d’addition de couches, y compris l’impression en trois dimensions. Plus particulièrement, le terme « fabrication additive » comprend les techniques de formation d’un objet par filaments et par alimentation de granules, ainsi que de formation d’un objet par extrusion de granules.

[0095] Dans la présente divulgation, le terme « surface de déposition » comprend toute surface qui reçoit du matériel selon la présente divulgation. Plus particulièrement, le terme « surface de déposition » comprend, sans s’y limiter, un plateau d’impression et la surface d’une couche de matériel précédemment déposée. Il ressortira à une personne versée dans l’art que, lors d’un procédé de fabrication additive, la première couche de matériel est déposée sur le plateau d’impression, et qu’une couche subséquente est déposée sur la couche précédemment déposée.

[0096] Dans la présente divulgation, le terme « couche de déposition » comprend, sans s’y limiter, une couche de matériel précédemment déposée ou fournie indépendamment. [0097] Dans la présente divulgation, le terme « couche supérieure » comprend, sans s’y limiter, une couche de matériel en cours de fabrication. Plus particulièrement, le terme « couche supérieure » comprend une couche de matériel déposée selon la présente divulgation sur une surface de déposition.

[0098] Sauf indication contraire, les définitions et modes de réalisation ici décrits sont applicables à tous les modes de réalisation et aspects de la présente divulgation pour lesquels ils conviennent, comme le comprendrait une personne versée dans l’art.

[0099] Tels qu'utilisés dans cette demande et dans les revendications, les mots "comprenant" (et toute forme de comprenant, comme "comprendre" et "comprend"), "ayant" (et toute forme de « avoir », comme " ont" et "a"), "incluant" (et toute forme d'inclusion, telle que "inclut" et "inclut") ou "contenant" (et toute forme de contenant, telle que "contient" et "contient"), sont inclusifs ou ouverts et n'excluent pas d'éléments ou d'étapes de processus supplémentaires non cités.

[0100] Le terme « constitué » et ses dérivés, tel qu'utilisé ici, sont destinés à être des termes fermés qui spécifient la présence des caractéristiques, éléments, composants, groupes, nombres entiers et/ou étapes déclarés, et excluent également la présence d'autres caractéristiques, éléments, composants, groupes, nombres entiers et/ou étapes non déclarés.

[0101] Le terme « consistant essentiellement en », tel qu'utilisé ici, est destiné à spécifier la présence des caractéristiques, éléments, composants, groupes, nombres entiers et/ou étapes énoncés, ainsi que ceux qui n'affectent pas matériellement les éléments de base et nouvelle(s) caractéristique(s) de ces caractéristiques, éléments, composants, groupes, nombres entiers et/ou étapes.

[0102] Les termes "environ", "sensiblement" et "approximativement" tels qu'utilisés ici signifient une quantité raisonnable d'écart du terme modifié, de sorte que le résultat final n'est pas modifié de manière significative. Ces termes de degré doivent être interprétés comme incluant un écart d'au moins ± 5 % du terme modifié si cet écart ne nie pas le sens du mot qu'il modifie ou à moins que le contexte ne suggère le contraire à une personne versée. [0103] Telles qu'utilisées dans la présente demande, les formes singulières « un », « une » et « le » incluent des références plurielles à moins que le contenu ne s'y oppose clairement.

[0104] Le terme « et/ou » tel qu'utilisé ici signifie que les éléments énoncés sont présents, ou utilisés, individuellement ou en combinaison. En effet, ce terme signifie qu' « au moins un des » ou « un ou plusieurs » des éléments énumérés est utilisé ou présent.

[0105] Le terme "approprié" tel qu'il est utilisé ici signifie que la sélection des conditions particulières dépendra des étapes spécifiques à effectuer, de l'identité des composants et/ou de l'utilisation spécifique des composants, mais la sélection serait tout à fait à la portée d'une personne versée dans l'art.

[0106] La présente divulgation concerne une tête d’impression pour fabrication additive. La tête comprend un dispositif d’émission de radiation et une buse configurée pour délivrer un matériel. Le dispositif d’émission de radiation comprend une plaque radiante et au moins un premier élément chauffant. Le dispositif d’émission de radiation est configuré pour recevoir la buse de façon à ce que la buse soit à proximité de la plaque radiante. La plaque radiante comprend une surface proximale et une surface distale.

[0107] La buse peut être à une distance de la plaque radiante, afin que le corps de la buse n’entre pas en contact avec la plaque radiante. La distance entre la buse et la plaque radiante permet de réduire la contamination thermique entre la buse et la plaque radiante. En effet, les températures de la buse et de la plaque radiante peuvent être différentes, et un contact direct entre ces deux composantes peut entrainer un transfert de chaleur imprévu. La distance entre la buse et la plaque radiante peut être d’environ 0.1 à environ 500 millimètres.

[0108] La buse comprend une extrémité d’extrusion. Le dispositif d’émission de radiation reçoit la buse de façon à ce que l’extrémité d’extrusion s’étende au-delà de la surface distale de la plaque radiante. La buse peut être une buse disponible dans le commerce, par exemple une buse SuperVolcano par la compagnie E3D. Une personne versée dans l’art comprendra que des modifications adéquates aux buses présentement disponibles dans le commerce peuvent être effectuées afin de pratiquer la présente divulgation.

[0109] L’extrémité d’extrusion peut s’étendre d’environ 0.1 à environ 500 millimètres, d’environ 0.1 à environ 200 millimètres, d’environ 0,5 à environ 50 millimètres, ou d’environ 1 à environ 5 millimètres au-delà de la surface distale de la plaque radiante, selon les caractéristiques du matériel utilisé et selon les caractéristiques de l’objet à fabriquer. Par exemple, l’extrémité d’extrusion peut dépasser la surface distale d’une très petite distance lorsqu’une haute puissance doit être transmise rapidement à la surface de déposition.

[0110] Le au moins un premier élément chauffant peut être configuré pour transmettre une énergie thermique par conduction à la surface proximale de la plaque radiante. Dans ce cas, le au moins un premier élément chauffant est en contact direct avec la surface proximale de la plaque radiante. Un ou plusieurs matériaux conductifs peuvent aussi être interposés entre la surface proximale et le premier élément chauffant, couvrant toute ou une partie de la surface proximale. La chaleur du premier élément chauffant serait alors transmise de façon plus diffuse à la surface proximale. La plaque radiante peut aussi être chauffée par d’autres moyens, par exemple par induction ou électriquement.

[0111] La plaque radiante peut être une plaque radiante à haute émissivité. La plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique du au moins un premier élément chauffant par radiation via la surface distale au matériel délivré sur une surface de déposition située à proximité sous la surface distale. La surface distale de la plaque radiante peut posséder une constante d’émissivité élevée. Différentes techniques peuvent être utilisées pour améliorer l’émissivité de la surface distale. Par exemple, la surface distale peut comprendre de l’aluminium anodisé ou des matériaux abrasés ou oxydés. La surface distale peut comprendre d’autres matériaux, seuls ou en combinaison, ayant un haut coefficient d’émissivité.

[0112] Selon certains modes de réalisation, la plaque radiante est configurée pour protéger l’élément chauffant de tout contact direct avec le polymère en provenance de la buse, de la surface de déposition ou de la surface supérieure. Cet élément de protection permet de diminuer la distance séparant la surface distale de la surface de déposition et la surface supérieure et par le fait même, d’augmenter la quantité d’énergie transférée vers le polymère et de minimiser la longueur de la buse.

[0113] La tête d’impression pour fabrication additive peut être configurée pour être mobile par rapport à une surface de déposition. La mobilité n’est pas limitée à un nombre d’axes. Par exemple, une tête d’impression pour fabrication additive peut être installée sur un bras robotique afin d’être déplacée selon 3 axes par rapport à la surface de déposition.

[0114] La tête d’impression pour fabrication additive peut comprendre en outre un bloc chauffant comprenant au moins un deuxième élément chauffant et configuré pour recevoir une extrémité supérieure de la buse. Par exemple, la buse peut comprendre une partie vissable qui peut être vissée dans le corps du bloc chauffant. Un matériel d’impression circule dans la buse, et le bloc chauffant est configuré pour chauffer le matériel circulant dans la buse. Le bloc chauffant peut comprendre du matériel qui accumule et transmet la chaleur produite par le au moins un deuxième élément chauffant vers la buse et vers le matériel d’impression. Par exemple, le bloc chauffant peut comprendre de l’aluminium ou du cuivre.

[0115] La tête d’impression pour fabrication additive peut comprendre en outre un boitier de fixation configuré pour relier la surface proximale de la plaque radiante et le bloc chauffant. Le boitier de fixation peut définir une zone d’isolation entre le boitier et le au moins un premier élément chauffant. Le boitier de fixation peut définir une zone d’isolation entre le boitier et le bloc chauffant. La zone d’isolation peut comprendre un espace d’environ 0 à environ 100 millimètres, ou un espace d’environ 0.1 à environ 50 millimètres, ou un espace d’environ 1 à environ 10 millimètres. La zone d’isolation peut aussi comprendre au moins une surface réfléchissante, une matière isolante, un espace d’air, ou une combination de ceux-ci. La surface réfléchissante peut être obtenue de différentes façons telles que le polissage. Le boitier de fixation peut posséder des dimensions standardisées facilitant l’installation d’un dispositif d’émission de radiation sur plusieurs types de dispositifs de fabrication additive disponibles sur le marché, par exemple des imprimantes FDM ou FFF, des dispositifs de fabrication additive alimentés par granules, ou des dispositifs de fabrication additive par dépôt de gouttelettes. La plaque radiante peut être reliée au boitier de fixation avec l’aide de vis. Les vis peuvent s’assembler par le dessus du boitier de fixation afin d’éviter toute discontinuité au niveau de la surface distale qui pourrait être causée par la présence de têtes de vis. Un trou peut être prévu au niveau du boitier de fixation pour permettre le passage des fils d’alimentation électrique de l’élément chauffant et de signal du thermocouple.

[0116] Le boitier de fixation peut être configuré pour être attaché au bloc chauffant, par exemple au moyen de vis de fixation, par exemple à l’aide de vis à six pans creux. D’autres moyens d’attache incluent des crochets, des pinces, ou d’autres moyens convenables. Optionnellement, le boitier de fixation peut être configuré pour être attaché à d’autres éléments de l’appareil de fabrication additive.

[0117] Le dispositif d’émission de radiation peut comprendre en outre au moins un premier thermocouple en contact direct avec le au moins un premier élément chauffant. Le au moins un premier thermocouple peut aussi être en contact direct avec la plaque radiante. La température du au moins un premier élément chauffant ou de la plaque radiante peut aussi être mesurée par d’autres moyens, par exemple au moyen d’une caméra thermique.

[0118] La tête d’impression pour fabrication additive peut comprendre en outre un premier contrôleur de température fonctionnellement connecté au premier élément chauffant. Elle peut comprendre en outre un deuxième contrôleur de température fonctionnellement connecté au deuxième élément chauffant. Le premier contrôleur de température peut modifier la température du premier élément chauffant en fonction de la température de la plaque radiante ou du premier élément chauffant. Optionnellement, le au moins un premier élément chauffant, le au moins un deuxième élément chauffant, le au moins un premier thermocouple et le au moins un deuxième thermocouple, ou une combination d’entre eux, peuvent être fonctionnellement connectés au même contrôleur de température.

[0119] Le premier thermocouple et le premier contrôleur de température peuvent opérer en boucle fermée. Dans un tel mode de réalisation, le premier thermocouple mesure continuellement la température de la plaque radiante et le contrôleur de température ajuste la température du premier élément chauffant en fonction de la température mesurée par le premier thermocouple. [0120] Dans certains modes de réalisation, la plaque radiante peut aussi être une prolongation du bloc chauffant. Le bloc chauffant peut comprendre le au moins un premier élément chauffant et le au moins un deuxième élément chauffant. Dans d’autres modes de réalisation, le premier élément chauffant et le deuxième élément chauffant forment un seul élément chauffant. La plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique du seul élément chauffant, ou du premier et du deuxième élément chauffant par radiation via ladite surface distale au matériel délivré sur une surface de déposition située à proximité sous la surface distale. Dans ces modes de réalisation, la température du bloc chauffant et la température de la plaque radiante sont similaires.

[0121] La plaque radiante peut avoir plusieurs formes, par exemple elle peut être circulaire, annulaire, triangulaire, carrée, rectangulaire, ou d’une autre forme convenable. Une géométrie circulaire ou annulaire permet d’assurer la constance de la durée d’exposition ainsi que de la puissance transférée, peu importe la direction de déplacement de la tête d’impression.

[0122] Les dimensions de la plaque radiante peuvent être adaptées selon les dimensions de l’objet à fabriquer. Par exemple, une plaque radiante de forme annulaire de plus grand diamètre extérieur peut être utilisée lorsqu’une pièce de grandes dimensions est fabriquée. L’utilisation d’une plus grande surface distale permet d’accroitre l’énergie transférée vers le matériel. À l’opposé, une plaque radiante de forme annulaire de plus petit diamètre extérieur peut être utilisée lorsqu’un objet de petites dimensions est fabriqué.

[0123] Dans certains modes de réalisation, la buse d'impression a un diamètre d'environ 0.1 mm à environ 10 mm. Dans certains modes de réalisation, la buse d'impression a un diamètre d'environ 0.2 mm à environ 5 mm. Dans certains modes de réalisation, la buse d'impression a un diamètre d'environ 0.2 mm à environ 2.0 mm. Dans certains modes de réalisation, la buse d'impression a un diamètre d'environ 0.2 mm à environ 0.8 mm.

[0124] Dans certains modes de réalisation, la surface distale a une aire d'environ 200 à environ 200 000 mm². Dans certains modes de réalisation, la surface distale a une aire d'environ 500 à environ 10 000 mm². Dans certains modes de réalisation, la surface distale a une aire d'environ 1000 à environ 2000 mm².

[0125] Le au moins un premier élément chauffant peut être de forme annulaire. Le au moins un premier élément chauffant peut être de la même forme que la plaque radiante et longer son périmètre. La plaque radiante peut aussi être chauffée par plusieurs éléments chauffants disposés dans un arrangement convenable. Par exemple, plusieurs éléments chauffants peuvent être disposés dans une formation à étoile.

[0126] La tête d’impression pour fabrication additive peut être conçue pour s’adapter sur une imprimante par dépôt de filament fondu de type FDM ou FFF. L’imprimante FDM ou FFF peut avoir une chambre d’impression, qui peut être chauffée ou non. La tête d’impression pour fabrication additive peut être utilisée avec une vaste gamme de matériaux polymères thermoplastiques pouvant être formulés avec des charges ou non. La tête d’impression pour fabrication additive peut aussi être conçue pour s’adapter sur une imprimante utilisant une technologie d’alimentation par granules. La tête d’impression pour fabrication additive peut aussi être adaptée pour un processus de fabrication additive par dépôt de gouttelettes.

[0127] La présente divulgation concerne aussi un procédé de fabrication additive utilisant la tête d’impression pour fabrication additive précédemment décrite. Le procédé comprend les étapes suivantes: chauffer le matériel circulant dans la buse, extruder une première quantité du matériel vers une surface de déposition à travers la buse, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de la couche de déposition par une radiation émanant de la plaque radiante, extruder au moins une deuxième quantité du matériel à travers la buse sur la partie de la couche de déposition ainsi chauffée.

[0128] Le matériel peut être un polymère amorphe, par exemple un polyétherimide (PEI), un polycarbonate (PC), un acrylonitrile butadiène styrène (ABS), un l’acrylonitrile styrène acrylate (ASA), un poly(methyl methacrylate) (PMMA), un polysulfone (PSU), un polyphénylsulfone (PPSU), etc. [0129] Le matériel peut être un polymère semi-cristallin, par exemple un acide polylactique (PLA), un polyamide (PA), un polyéthylène, (PE), un polypropylène (PP), un polysulfure de phénylène (PPS), un polyétheréthercétone (PEEK), etc.

[0130] Le matériel peut être un élastomère thermoplastique (TPE) du type copolymère à blocs (rigide / souple), par exemple un copolymère à blocs constitué de polyuréthane et de polyéther ou de polyester (TPU), constitué de copolyester et de polyéther (TPC), constitué de copolyamide et de polyéther (TPA), constitué de polystyrène et de polybutadiène (TPS). Le matériel peut être un mélange de polymères, par exemple un mélange de polycarbonate (PC) et d’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), aussi connu sous l’acronyme PC/ABS.

[0131] Les exemples de matériels précédemment donnés ne sont pas limitatifs. D’autres matériels et mélanges convenables peuvent ressortir aux personnes versées dans l’art qui pratiquent la présente divulgation sans s’écarter des principes ici énoncés.

[0132] Le matériel circulant dans la buse peut être chauffé par conduction, par convection, ou par une combination de celles-ci. Le matériel peut être chauffé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse ou à sa température de fusion. Par exemple, un polymère amorphe peut être extrudé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse. Toutefois, la détermination d’une température de fusion n’est pas possible pour un polymère amorphe puisque sa structure interne ne comporte pas de structures cristallines. Dans le cas des polymères semi-cristallins, ils sont chauffés à une température supérieure à leur température de fusion avant d’être extrudés.

[0133] Tel que mentionné précédemment, la plaque radiante est configurée pour protéger l’élément chauffant de tout contact direct avec le polymère en provenance de la buse, de la surface de déposition ou de la surface supérieure. Cet élément de protection permet de diminuer la distance séparant la surface distale de la surface de déposition et la surface supérieure et par le fait même, d’augmenter la quantité d’énergie transférée vers le polymère et de minimiser la longueur de la buse. Ainsi, la distance entre la plaque radiante et la couche de déposition ou la surface de déposition peut être minimisée afin d’optimiser le transfert de chaleur par radiation. Cette distance peut être de l’ordre de seulement quelques millimètres. Par exemple, la distance peut être d’environ 0.15 à environ 500 millimètres, d’environ 0.15 à environ 200 millimètres, d’environ 0.5 à environ 50 millimètres, ou d’environ 1 à environ 10 millimètres.

[0134] Dans un exemple non limitatif, une partie de la couche de déposition peut être chauffée par la radiation à une température proche de ou supérieure à la température de transition vitreuse ou de fusion du matériel. La partie peut être une très fine épaisseur de la couche. Une partie de la couche supérieure déposée sur la couche de déposition peut aussi être chauffée par la radiation à une température proche de ou supérieure à la température de transition vitreuse ou de fusion du matériel. Il ressortira aux personnes versées dans l’art que la radiation peut aussi chauffer une plus profonde épaisseur de la couche. Dans d’autres exemples, la radiation peut chauffer toute l’épaisseur de la couche, ou une épaisseur comprenant plus d’une couche.

[0135] Le matériel peut comprendre un polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse. Dans ce mode de réalisation, la partie de la couche de déposition peut être chauffée par la radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 200 °C au-dessus, d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus, d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de la température de transition vitreuse du matériel.

[0136] Le matériel peut comprendre un polymère semi-cristallin, ayant une température de transition vitreuse et une température de fusion. Dans ce mode de réalisation, la partie de la couche de déposition peut être chauffée par la radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus, d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus, ou d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de, respectivement, la température de transition vitreuse et la température de fusion du matériel.

[0137] Le matériel peut comprendre un ou plusieurs copolymères à blocs. Chaque bloc dans chaque copolymère à blocs possède une température de transition vitreuse. Chaque bloc peut aussi optionnellement posséder une température de fusion, par exemple s’il est un bloc semi-cristallin. Les températures de transition vitreuse et, optionnellement, les températures de fusion des blocs peuvent être différentes. Dans ces modes de réalisation, la partie de la couche de déposition peut être chauffée à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 200 °C au-dessus, ou d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus, ou d’environ 5 °C au- dessous à environ 50 °C au-dessus de, respectivement, la moindre température de transition vitreuse parmi les températures de transition vitreuse des blocs, et la plus haute température de transition vitreuse parmi les températures de transition vitreuse des blocs. Lorsqu’une ou plusieurs températures de fusion sont présentes, la partie de la couche de déposition peut être optionnellement chauffée à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus, d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus, ou d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de, respectivement, la moindre température de transition vitreuse parmi les températures de transition vitreuse des blocs, et la plus haute température de fusion parmi les températures de fusion des blocs.

[0138] Les paramètres opérationnels décrits pour les modes de réalisation comprenant un ou plusieurs copolymères à blocs sont aussi applicables aux modes de réalisation comprenant des mélanges de polymères, y compris les mélanges comprenant des polymères amorphes, des mélanges comprenant des polymères semi-cristallins, des mélanges comprenant des copolymères à blocs, ou des combinations de ceux-ci. Ainsi, les polymères et les copolymères composant le mélange peuvent posséder une ou plusieurs températures de transition vitreuse et, optionnellement, une ou plusieurs températures de fusion. Les paramètres décrits à l’égard des températures de transition vitreuse et de fusion des blocs d’un copolymère à blocs sont applicables à l’égard des températures de transition vitreuse et de fusion des polymères ou copolymères composant les mélanges.

[0139] La tête d’impression pour fabrication additive peut être mobile par rapport à la couche de déposition. Le déplacement de la tête d’impression pour fabrication additive peut être guidé selon un trajet déterminé par un logiciel de découpe. La température du au moins un premier élément chauffant peut être ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de la tête par rapport à la couche de déposition.

[0140] Le au moins un premier élément chauffant peut être désactivé temporairement, ou générer une réduction de sa puissance de chauffage, lorsque la superficie de la couche à fabriquer est inférieure à la superficie de la plaque radiante afin d’éviter une surchauffe ou une dégradation du polymère. Dans certains exemples, la superficie de la surface de déposition de la couche à fabriquer peut être déterminée par un logiciel de découpe et comparée à la superficie de la plaque radiante.

[0141] Sans être lié par la théorie, le système de chauffage radiant de la présente demande permet un chauffage ponctuel, chauffant le polymère pendant une courte période de temps ce qui permet d’éviter une surexposition à la chaleur et possiblement la dégradation du polymère. Le système radiant permet également un chauffage localisé, dirigeant le flux de chaleur uniquement à l’endroit requis : sur une fine couche à la surface de la couche supérieure, à proximité de la zone de dépôt du filament fondu. Cette stratégie permet d’augmenter localement Tsurface polymère > T_g (température de transition vitreuse) ou même Tf (température de fusion - semi-cristallins), tout en s’assurant que les couches inférieures demeurent à une température Tpoiymère < T_g. Ainsi, le polymère demeure chaud uniquement sur une fine couche en surface parce que le chauffage est ponctuel et que la constante de conductivité thermique des polymères thermoplastiques est faible (ex. : K(PEI) = 0.24 W/m*K) (voir la Fig. 26).

[0142] Fig. 9 montre certaines interactions entre une énergie et un objet 90, qui peut être une surface de déposition, une couche de déposition, une couche supérieure, un plateau d’impression ou un autre objet. L’énergie émise par la plaque radiante n’est pas absorbée en totalité par l’objet, par exemple par une couche de matériel antérieurement déposée. Une portion 91 de cette énergie peut être absorbée. Une portion 92 de cette énergie peut être transmise à travers l’objet, par exemple à travers le polymère formant une couche de matériel. Une portion 93 peut être simplement réfléchie à sa surface. Seule l’énergie absorbée contribue à l’argumentation de la température du matériel en surface. Afin d’optimiser davantage la puissance absorbée, la température de la plaque radiante peut être déterminée de sorte que la longueur d’onde correspondant au pic d’émission d’énergie de la plaque radiante corresponde à la longueur d’onde de l’un des pics de haute absorption d’énergie du matériel antérieurement déposé.

[0143] Ces pics d’absorption varient d’un matériel à l’autre, en fonction de sa composition chimique. Chaque matériel d’impression peut comprendre plusieurs pics d’absorption, dont au moins un pic d’absorption maximale. La température correspondant à la longueur d’onde Àmax associée au pic d’énergie d’émission est estimée par la loi du déplacement de Wien : he > 2, 89777291 x 10 ³ ni ■ K

“ 4.965114231 4 fcT ” T

D’où h est la constante de Planck, /r est la constante de Boltzmann et c, la vitesse de la lumière dans le vide et T est la température de la plaque radiante en degrés Kelvin.

[0144] Des charges spécifiques permettant d’accroitre l’absorption de l’énergie émise par la plaque radiante peuvent être intégrées au matériel. Ces charges peuvent comprendre, par exemple, des charges carbonées, tel le noir de carbone, la graphite, les fibres de carbone, les fibres de carbone poreuses, les nanoparticules de carbone, les graphènes. Elles peuvent aussi comprendre des nanoparticules de nickel, optionnellement enrobées de silice et de carbone, des nanoparticules d’or enrobées de graphène, ou des nanoparticules d’oxyde de nickel enrobées de nanotubes de carbone multi-feuillets, aussi connus comme « Multi Wall Carbon Nanotubes » (MWCNT).

[0145] La température du au moins un premier élément chauffant peut être ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale du matériel. La longueur d’onde optimale du matériel peut être une longueur d’onde optimale d’absorption. La longueur d’onde optimale peut correspondre au pic d’absorption maximale ou à un autre pic d’absorption connu. Dans certains exemples, le pic d’absorption maximale du matériel peut correspondre à une température à laquelle la plaque radiante et le au moins un premier élément chauffant peuvent opérer. Dans d’autres exemples, le pic d’absorption maximale du matériel peut correspondre à une température dépassant la température opérative maximale de la plaque radiante ou du au moins un premier élément chauffant. Dans ces exemples, la longueur d’onde d’un autre pic d’absorption du matériel peut être sélectionnée parmi les pics d’absorption connus. Dans un exemple prophétique, cette sélection peut être opérée par un logiciel de découpe. Dans un autre exemple prophétique, cette sélection peut être opérée par le contrôleur de température. [0146] L’utilisation d’une radiation à haute puissance peut occasionner une dégradation du matériel d’impression aussi irradié, par exemple par oxydation. Lorsque le système radiant est utilisé à haute puissance, le procédé peut être exécuté dans une chambre fermée, et un gaz inerte tel que l’azote ou l’argon peut être utilisé dans la chambre afin d’éviter la dégradation du matériel à la surface de déposition qui est exposé à la radiation.

[0147] La présente divulgation concerne aussi un dispositif d’émission de radiation pour un appareil de fabrication additive, comprenant une plaque radiante et au moins un élément chauffant configuré pour chauffer la plaque radiante. La plaque radiante est configurée pour être installée à proximité de l’appareil. La plaque radiante comprend une surface proximale et une surface distale. L’élément chauffant peut être configuré pour transmettre une énergie thermique par conduction à la surface proximale.

[0148] La plaque radiante peut être configurée pour transmettre l’énergie thermique du au moins un élément chauffant par radiation via la surface distale à un matériel délivré sur une surface de déposition.

[0149] Le dispositif d’émission de radiation peut comprendre en outre un thermocouple en contact direct avec le au moins un élément chauffant ou en contact direct avec la plaque radiante. Un contrôleur de température peut être fonctionnellement connecté audit au moins un élément chauffant.

[0150] Le dispositif d’émission de radiation peut être fourni indépendamment d’un appareil de fabrication additive. Il peut alors être configuré pour être attaché à un tel appareil, ou à un appareil d’extrusion. À cette fin, le dispositif d’émission de radiation peut comprendre des moyens d’attache à de tels appareils, par exemple des supports vissables, des crochets, des pinces.

[0151] La plaque radiante peut être de forme annulaire. L’élément chauffant peut être de forme annulaire. La plaque radiante et l’élément chauffant peuvent avoir d’autres formes, par exemple ils peuvent être carrés, triangulaires, ovales, ou d’une autre forme convenable. [0152] La présente divulgation concerne aussi un procédé d’extrusion d’un matériel dans lequel une surface de déposition est chauffée ponctuellement à une température proche ou supérieure à la température de transition vitreuse ou à la température de fusion du matériel. Les matériels extrudés qui entrent en contact avec une surface de déposition froide sont assujettis à un refroidissement soudain à la superficie en contact avec la surface de déposition, tandis que le corps du matériel extrudé demeure à une température plus haute. Cette différence dans le taux de refroidissement au sein du matériel peut occasionner des déformations du produit extrudé, ainsi que des tensions et distorsions internes qui peuvent rendre le produit plus fragile. Toutefois, réchauffement de toute la surface de déposition ou de tout l’environnement de fabrication, par exemple une chambre de fabrication, peut entrainer un assouplissement du matériel déposé, une réduction de l’adhésion du matériel au plateau de fabrication et une dégradation thermique du matériel. Par exemple, dans un processus de fabrication additive FFF ou FDF, un polymère déposé peut, lorsque surchauffé, perdre la capacité de soutenir les couches supérieures, ou se ramollir à sa surface en contact avec le plateau d’impression. Cela résulterait en un échec de la fabrication, par exemple causé par un effondrement de la structure en fabrication ou par un déplacement de l’objet en fabrication sur le plateau par rapport au dispositif de fabrication.

[0153] Le procédé d’extrusion d’un matériel comprend les étapes suivantes : chauffer le matériel, chauffer par radiation au moins une partie d’une surface de déposition, extruder le matériel vers la surface de déposition. Le matériel peut être chauffé par conduction, par convection, ou par une combination des deux. Le matériel peut être chauffé à une température proche ou supérieure à sa température de transition vitreuse ou à sa température de fusion.

[0154] La radiation permet aussi de chauffer ledit matériel extrudé afin de ralentir son refroidissement, réduisant ainsi les déformations et les contraintes occasionnés par un refroidissement rapide, par exemple dans une chambre d’impression non chauffée.

[0155] Le matériel utilisé dans le procédé d’extrusion peut être le même matériel utilisé dans les modes de réalisation du procédé de fabrication additive utilisant une tête d’impression selon la présente divulgation précédemment décrit. Les paramètres opérationnels du procédé de fabrication additive utilisant une tête d’impression selon la présente divulgation sont également applicables au procédé d’extrusion.

[0156] La radiation peut être une radiation thermique. La température d’une source de la radiation peut être ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de la source par rapport à la surface de déposition. La température d’une source de la radiation peut aussi être ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel.

[0157] La radiation peut provenir d’une source de radiation intégrée au dispositif d’extrusion, par exemple à une tête d’impression. La radiation peut aussi provenir d’une source fixe alors que la surface de déposition est mobile. Par exemple, un procédé de fabrication d’un produit extrudé peut comprendre un plateau d’impression mobile sur lequel un dispositif d’extrusion fixe extrude un matériel. Une source de radiation chauffe ponctuellement le plateau d’impression avant que le produit n’y soit extrudé.

[0158] Dans certains modes de réalisation, le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 30°C à environ 300°C. Dans certains modes de réalisation, le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 50°C à environ 250°C. Dans certains modes de réalisation, le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 60°C à environ 220°C.

[0159] Dans certains modes de réalisation, la surface de déposition est un plateau d’impression. Dans certains modes de réalisation, la surface de déposition est au moins une partie d’une couche de matériel antérieurement déposée.

[0160] Le procédé d’extrusion précédemment décrit peut être un procédé de moulage par extrusion. Il peut aussi être un procédé de fabrication d’un objet par dépôt de couches de matériel extrudées séparément ou consécutivement. Il peut aussi être un procédé de fabrication additive par dépôt de gouttelettes fondues.

[0161] La présente divulgation concerne aussi un procédé de fabrication additive, comprenant les étapes suivantes: chauffer un matériel, extruder une première quantité du matériel vers une surface de déposition, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de la couche de déposition par une radiation, extruder au moins une deuxième quantité du matériel sur la partie de la couche de déposition ainsi chauffée.

[0162] Le matériel peut être chauffé par conduction, par convection, ou par une combination de celles-ci. Le matériel peut être chauffé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse ou à sa température de fusion.

[0163] Le matériel utilisé dans ce procédé peut être le même matériel utilisé dans les modes de réalisation du procédé de fabrication additive utilisant une tête d’impression selon la présente divulgation précédemment décrit. Les paramètres opérationnels du procédé de fabrication additive utilisant une tête d’impression selon la présente divulgation sont également applicables.

[0164] La radiation peut être une radiation thermique et provenir d’une source de radiation, par exemple d’une plaque radiante. Selon les caractéristiques d’absorption du matériel d’impression, la radiation peut aussi être une autre composante du spectre électromagnétique, par exemple une radiation par longueurs d’onde infrarouge ou des micro-ondes.

[0165] La source peut être intégrée à un dispositif de fabrication additive, par exemple à une tête d’impression, ou être un élément séparé, par exemple un élément intégré à la chambre de fabrication.

[0166] La température d’une source de la radiation peut être ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de la source par rapport à la couche de déposition. La température d’une source de la radiation peut être ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel.

[0167] Selon certains modes de réalisation, ladite radiation est à une température d’environ 40°C à environ 1200°C. Selon certains modes de réalisation, ladite radiation est à une température d’environ 100°C à environ 800°C. Selon certains modes de réalisation, ladite radiation est à une température d’environ 150°C à environ 600°C. Selon certains modes de réalisation, ladite radiation est à une température d’environ 200°C à environ 500°C. Selon certains modes de réalisation, ladite radiation est à une température d’environ 200°C à environ 450°C. [0168] Selon certains modes de réalisation, une vitesse de déplacement de la tête d’impression est d’environ 5 mm/sec à environ 120 mm/sec. Selon certains modes de réalisation, dans lequel une vitesse de déplacement de la tête d’impression est d’environ 10 mm/sec à environ 80 mm/sec Selon certains modes de réalisation, une vitesse de déplacement de la tête d’impression est d’environ 12.5 mm/sec à environ 50 mm/sec.

[0169] Selon certains modes de réalisation, une hauteur de ladite couche de déposition est d’environ 0.07 mm à environ 4 mm. Selon certains modes de réalisation, une hauteur de ladite couche de déposition est d’environ 0.1 mm à environ 1.0 mm. Selon certains modes de réalisation, une hauteur de ladite couche de déposition est d’environ 0.2 mm à environ 0.6 mm.

[0170] L’utilisation des procédés et des dispositifs décrits présente plusieurs avantages. Un avantage comprend la possibilité de réaliser un transfert de chaleur ponctuel et localisé par radiation à partir d’une source de radiation, par exemple une plaque radiante. La plaque radiante transfère la chaleur vers une partie de la partie supérieure de la pièce en fabrication, immédiatement avant le dépôt de la couche suivante afin d’accroitre localement et ponctuellement la température à la surface imprimée. Ce chauffage ponctuel et localisé permet de diminuer les déformations non désirées de la pièce lors de sa fabrication et les contraintes internes résultant des relaxations macromoléculaires. Ce chauffage ponctuel et localisé permet aussi, dans certains modes de réalisation, de réduire les risques de dégradation thermique au niveau du matériel d’impression, en permettant une diminution de la température de la chambre d’impression.

[0171] Un avantage ultérieur comprend l’accroissement ponctuel et localisé de la température du matériel d’impression proche ou supérieure à la température de transition vitreuse ou de la température de fusion qui favorise une plus grande mobilité moléculaire, favorisant à son tour une plus grande diffusion moléculaire entre les différentes couches imprimées. La diffusion moléculaire permet d’améliorer la cohésion ou l’adhésion entre les couches. Par exemple, lorsque le matériel d’impression est un polymère, la diffusion moléculaire permet aux chaines moléculaires de se déplacer au moins partiellement et d’interpénétrer les deux couches du matériel déposé, tel qu’illustré en Fig. 6. Une modulation des propriétés mécaniques en traction est observée, modulant l’isotropie associée aux produits fabriqués par fabrication additive ou par extrusion.

[0172] Un avantage ultérieur comprend la possibilité de chauffer ponctuellement au moins une partie de la surface de déposition à une température proche de la température de transition vitreuse ou de fusion du matériel. Lorsqu’une chambre d’impression est présente, il n’est pas possible de chauffer la chambre d’impression à une température proche ou supérieure à la température de transition vitreuse ou de fusion du matériel, car la pièce fabriquée se déformerait de façon permanente suite à la plus grande mobilité moléculaire qui serait observée au niveau du matériel.

[0173] Un avantage ultérieur comprend l’amélioration des caractéristiques structurales du produit fabriqué par fabrication additive. L’accroissement ponctuel et localisé de la température du matériel à la surface de déposition permet de moduler le taux de retrait entre la couche supérieure et la couche de déposition, modulant aussi par le fait même les contraintes internes, la contrainte maximale, la résistance en flexion, la résistance à l’impact, la déformation à la rupture, le module de rigidité, le taux de cristallinité et les problèmes de gauchissement et de délamination fréquemment observés pour les pièces de plus grandes dimensions. L’accroissement ponctuel et localisé de la température du matériel à la surface de déposition permet aussi de moduler l’étanchéité du produit fabriqué.

[0174] Une meilleure adhésion entre les couches du produit, ainsi qu’une diminution des aspérités et de la porosité du produit, permettent de fabriquer des produits étanches, par exemple des récipients ou des canalisations destinés à contenir des fluides. Ces mêmes caractéristiques structurales peuvent être modulées pour un produit fabriqué par extrusion grâce à l’accroissement ponctuel et localisé de la température d’une surface vers laquelle le produit est extrudé. Le système radiant chauffe une partie de la surface de déposition, ce qui améliore considérablement l'adhésion inter-couches. Il chauffe aussi une partie de la couche supérieure, ce qui peut contribuer à la diminution du taux de porosité et à l'accroissement de la zone de contact entre la couche supérieure et la prochaine couche qui sera déposée ultérieurement. [0175] Un avantage ultérieur comprend la possibilité d’imprimer plus facilement des polymères techniques ou de haute performance qui nécessitent généralement l’utilisation d’une chambre chauffée à environnement contrôlé sur des imprimantes de type FFF ne possédant pas une telle technologie.

[0176] Un avantage ultérieur comprend la fluidification ponctuelle et localisée du matériel de fabrication, qui permet de moduler l’amplitude des aspérités à la surface de déposition, favorisant une modulation du taux de porosités au sein de la pièce fabriquée.

[0177] Un avantage ultérieur comprend une augmentation de la vitesse de fabrication. Une augmentation de la puissance absorbée par le matériel occasionnée par l’émission par une source, telle une plaque radiante, d’une longueur d’onde correspondant à l’un des pics d’absorption du matériel d’impression permet d’accroitre la vitesse de déplacement de l’appareil de fabrication, par exemple d’une tête d’impression, réduisant par le fait même le temps de fabrication.

[0178] Un avantage ultérieur comprend l’amélioration de l’adhésion inter-couches d’un produit fabriqué par fabrication additive, tout en évitant de surchauffer le matériel avant sa déposition. Puisque tant le matériel extrudé que la partie de la couche où il est déposé sont proches ou supérieures à la température de transition vitreuse du matériel, une diffusion macromoléculaire entre les couches ainsi fabriquées peut se produire. Cela favorise la solidité structurelle du produit ainsi fabriqué, puisque chaque couche adhère plus fortement aux couches voisines.

[0179] La présente divulgation sera mieux comprise avec référence aux dessins.

[0180] Fig. 10 montre un mode de réalisation de la présente divulgation. Une tête d’impression pour fabrication additive 100 comprend un dispositif d’émission de radiation 110 et une buse 130.

[0181] Le dispositif d’émission de radiation 110 comprend une plaque radiante 111 , ayant une surface proximale 112 et une surface distale 113. La tête d’impression est configurée pour que la buse 130 soit à proximité de la plaque radiante 111. Une distance peut exister entre la buse 113 et la plaque radiante 111. [0182] La buse 130 a une extrémité d’extrusion 131 qui correspond à sa sortie. La tête d’impression 100 est configurée pour recevoir la buse 130 et le dispositif d’émission de radiation 110 de façon à ce que l’extrémité d’extrusion 131 de la buse 130 dépasse la surface distale 113 de la plaque radiante 111 en direction de la surface de déposition 202. Par exemple, lorsque la plaque radiante 111 est de forme annulaire, la buse 130 est reçue à travers le centre de l’anneau formé par la plaque radiante 111. Dans une telle configuration, l’extrémité d’extrusion 131 se trouve à une distance moindre de la surface de déposition 202 que la surface distale 113 de la plaque radiante 111. L’extrémité d’extrusion 131 dépasse la surface distale 113 par une distance qui est d’environ 0.1 à environ 500, d’environ 0.1 à environ 200, d’environ 0.5 à environ 50, ou d’environ 1 à environ 5 millimètres. Pour fins illustratives, Fig. 10 montre aussi un plateau d’impression 205 et une surface de déposition 202, plus particulièrement une couche de déposition 201 de matériel déposé antérieurement. La couche de déposition 201 a une surface de déposition 202. Une couche supérieure 203 est déposée par la tête d’impression 100 sur la surface de déposition 202. La couche supérieure, une fois déposée, a une surface supérieure 204. Dans cet exemple illustratif, la plaque radiante 110 chauffe une partie de la couche de déposition 201 , comprenant au moins une partie de la surface de déposition 202, le matériel est extrudé de l’extrémité d’extrusion 131 de la buse 130, et la plaque radiante chauffe au moins une partie de la couche supérieure 203, comprenant au moins une partie de la surface supérieure 204. Il ressortira aux personnes versées dans l’art que, lorsque du matériel est déposé sur le plateau d’impression, par exemple au début de la fabrication d’un produit, le plateau d’impression 205 remplit les fonctions de la couche de déposition 201 , et que la surface du plateau d’impression sur laquelle le matériel est déposé remplit les fonctions de la surface de déposition 202.

[0183] La plaque radiante 111 est chauffée par conduction au moyen d’un premier élément chauffant 115 qui transmet de l’énergie thermique à la surface proximale 112. Le premier élément chauffant 115 est en contact direct avec la surface proximale 112 de la plaque radiante 111 . La chaleur du premier élément chauffant est ainsi transmise par conduction directement à la plaque radiante 111. [0184] La plaque radiante 111 est configurée pour être chauffée et pour transmettre une radiation thermique via sa surface distale 113 vers la surface de déposition 202 et la surface supérieure 204.

[0185] La plaque radiante 111 dans ce mode de réalisation est annulaire. Le premier élément chauffant 115 dans ce mode de réalisation est annulaire et longe le périmètre de la plaque radiante 111.

[0186] La tête d’impression 100 comprend un bloc chauffant 150. Le bloc chauffant 150 comprend au moins un deuxième élément chauffant (non reproduit). Le bloc chauffant 150 est configuré pour recevoir le au moins un deuxième élément chauffant dans au moins un logement 155.

[0187] Le bloc chauffant 150 comprend aussi au moins un deuxième thermocouple (non reproduit). Le bloc chauffant 150 est configuré pour recevoir le au moins un deuxième thermocouple dans au moins un logement 156.

[0188] Le au moins un deuxième élément chauffant et le au moins un deuxième thermocouple peuvent être fonctionnellement connectés à un contrôleur de température (non reproduit) afin de contrôler et de modifier la température du bloc chauffant 150.

[0189] Le bloc chauffant 150 est configuré pour recevoir au moins une partie de la buse 130, par exemple son extrémité supérieure. Le bloc chauffant 150 est configuré pour recevoir la buse 130 de façon qu’un matériel d’impression circulant dans la buse 130 soit chauffé.

[0190] Le dispositif d’émission de radiation 110 comprend un boitier de fixation 120. Le boitier de fixation 120 est attaché à au moins une partie de la surface proximale 112 de la plaque radiante 111.

[0191] Le boitier de fixation 120 définit une zone d’isolation 121. La zone d’isolation 121 réduit le transfert de chaleur entre le premier élément chauffant 115 et le boitier de fixation 120. La zone d’isolation 121 comprend un espace d’air, une matière isolante, une surface réfléchissante, ou une combination de ceux-ci. D’autres options d’isolation thermique ressortiront aux personnes versées dans l’art qui pratiquent la présente divulgation.

[0192] Le boitier de fixation 120 définit une zone d’isolation 122. La zone d’isolation 122 réduit le transfert de chaleur entre le bloc chauffant 150 et le boitier de fixation 120. La zone d’isolation 122 comprend un espace d’air, une matière isolante, une surface réfléchissante ou une combination de ceux-ci. D’autres options d’isolation thermique ressortiront aux personnes versées dans l’art qui pratiqueront la présente divulgation.

[0193] La dimension de chacune des zones d’isolation 121 et 122 comprend une distance entre le boitier de fixation et le bloc chauffant 150 ou le au moins un premier élément chauffant 115 d’environ 0 à environ 50, d’environ 0 à environ 10, ou d’environ 0 à environ 5 millimètres.

[0194] Le boitier de fixation 120 est configuré pour être attaché au bloc chauffant 150 par plusieurs moyens. Par exemple, il y est attaché au moyen de vis de fixation 129.

[0195] La barrière thermique 170 peut être une prolongation du bloc chauffant 150, de la zone froide 180, ou une composante indépendante qui est configurée pour être attachée entre la zone froide 180 et le bloc chauffant 150.

[0196] Selon certains modes de réalisation, la plaque radiante 111 est configurée pour protéger l’élément chauffant 115 de tout contact direct avec le polymère en provenance de la buse 130, de la surface de déposition 202 ou de la surface supérieure 204. Cet élément de protection permet de diminuer la distance séparant la surface distale 113 de la surface de déposition 202 et la surface supérieure 204 et par le fait même, d’augmenter la quantité d’énergie transférée vers le polymère et de minimiser la longueur de la buse 130.

[0197] En référence à Fig. 11 , un mode de réalisation exemplaire d’un dispositif d’émission de radiation 110 de la présente divulgation est présenté. Le dispositif comprend une plaque radiante 111 et un boitier de fixation 120. Le dispositif d’émission de radiation 110 est configuré pour être attaché au bloc chauffant 150 au moyen du boitier de fixation 120. [0198] En référence à Fig. 12, une coupe transversale en direction AA du mode de réalisation exemplaire de Fig. 11 est présentée. La plaque radiante 111 et le boitier de fixation 120 forment un dispositif d’émission de radiation 110. La plaque radiante 111 est configurée pour être attachée au bloc chauffant 150 au moyen du boitier de fixation 120. Une buse 130 est reçue dans le bloc chauffant 150. La buse 130 dépasse la plaque radiante 111.

[0199] En référence à Fig. 13, une vue du dessous d’un mode de réalisation exemplaire de la présente divulgation est présentée. Une plaque radiante 111 de forme annulaire a une surface distale 113, formant un anneau. Une buse 130 est configurée pour être reçue à travers l’espace défini par l’anneau. L’extrémité d’extrusion 131 de la buse 130 dépasse la surface distale 113 de la plaque radiante 111.

[0200] Fig. 14 montre le profil des températures de deux couches d’un produit fabriqué par fabrication additive dans le temps selon un procédé de fabrication additive utilisant les techniques de la présente divulgation. Dans cet exemple illustratif, le procédé a lieu dans une chambre de fabrication chauffée à une température T_P. Un matériel est extrudé vers une surface de déposition, le matériel ayant une température Tdep. L’appareil de fabrication additive, par exemple une tête d’impression ou un autre dispositif d’extrusion, se déplace en continuant la fabrication. Le matériel déposé se refroidit et sa température diminue au-dessous de la température de transition vitreuse T_g ou de la température de fusion Tf du matériel. La température du matériel en cours de refroidissement tend vers la température du plateau d’impression (non reproduite). L’appareil de fabrication additive s’apprête à déposer la prochaine couche de matériel. Juste avant la déposition d’une deuxième couche, la température T_c d’au moins une partie de la couche déposée est chauffée au-dessus de T_g ou de Tf à une température TH. DU matériel est alors extrudé vers la première couche, formant une deuxième couche.

[0201] En Fig. 14, les profils thermiques avec ou sans utilisation d’un système de chauffage sont indiqués par les numéraires 1 et 2. Le scenario 1 indique le profil thermique sans l’utilisation d’un système de chauffage radiant. La couche 2 est alors déposée sur la couche 1 lorsque cette dernière est au-dessous de sa température de transition vitreuse. Le scenario 2 indique le profil thermique lorsqu’un système de chauffage radiant est activé. La couche 2 est alors déposée sur la couche 1 lorsque au moins une partie de cette dernière est à une température supérieure à sa température de transition vitreuse ou de fusion.

[0202] Un procédé exemplaire de fabrication additive utilisant la tête d’impression 100 est présenté. Dans ce procédé exemplaire, un matériel d’impression, par exemple un polymère, est extrudé à travers une buse sur une surface de déposition 202.

[0203] Une quantité de matériel d’impression circulant dans la buse 130 est chauffée. Le matériel peut être chauffé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse. Le matériel peut aussi être chauffé à une température supérieure à sa température de fusion.

[0204] La tête d’impression 100 se déplace par rapport à une surface de déposition 202. La plaque radiante 111 est chauffée par le au moins un premier élément chauffant 115 et transmet une radiation thermique vers la surface de déposition 202. Au début du procédé, la surface de déposition est un plateau d’impression 205. Après le dépôt d’une première couche de matériel, la surface de déposition 202 fait partie d’une couche de déposition 201 .

[0205] Une première quantité du matériel chauffé dans la buse 130 est extrudée à travers l’extrémité d’extrusion 131 vers la surface de déposition, formant une couche supérieure 203. Après l’extrusion, la plaque radiante 111 transmet une radiation thermique vers la surface supérieure 204 de la couche supérieure 203. Subséquemment, la couche supérieure 203 peut se refroidir au-dessous de sa température de transition vitreuse.

[0206] La tête d’impression 100 commence la déposition de la couche suivante. La couche supérieure 203 précédemment décrite est maintenant la couche de déposition 201. La plaque radiante 111 transmet une radiation thermique vers la surface de déposition 202 de la couche de déposition 201. La radiation chauffe au moins une partie de la couche de déposition 201 à une température proche ou supérieure à la température de transition vitreuse ou de fusion du matériel. Une deuxième quantité du matériel circulant dans la buse 130 est extrudée à travers l’extrémité d’extrusion 131 sur la couche de déposition 201 , formant une couche supérieure 203. [0207] Le procédé décrit ci-dessus peut être répété pour les couches suivantes. Ainsi, la deuxième quantité du matériel extrudée de la buse 130 forme la couche qui sera subséquemment au moins partiellement chauffée par la plaque radiante 111 avant de recevoir une quantité ultérieure du matériel.

[0208] La présente divulgation peut être ultérieurement comprise avec l’aide des études suivantes. Les essais ne sont pas limitatifs et ne démontrent que des avantages de certains paramètres opérationnels d’un processus de fabrication additive qui utilise les enseignements de la présente divulgation. D’autres avantages, méthodes de fabrication et d’autres paramètres opérationnels convenables ressortiront aux personnes qui pratiquent la présente divulgation sans s’écarter des renseignements ici énoncés.

Exemples

Exemple 1

Paramètres de fabrication additive utiiisés

[0209] Fig. 15 montre un modèle d’échantillon imprimé selon les axes Z-X, soit une éprouvette standardisée ASTM D638 type IV.

[0210] Fig. 16 montre les dimensions en millimètres des modèles d’échantillon imprimés

[0211] Des essais d’impression par fabrication additive ont été réalisés à partir d’une imprimante Aon-M2 de l’entreprise québécoise AON3D afin de valider l’efficacité du système de chauffage radiant intégré à la tête d’impression.

[0212] Les échantillons sont imprimés selon les axes Z-X afin de valider directement l’accroissement de l’adhésion inter-couches lors de l’essai en traction.

[0213] Le consommable utilisé est un filament de polyétherimide (PEI) Ultem 1010 dont le diamètre est de 1 ,75 mm. Ce filament est commercialisé par l’entreprise 3DXTECH Additive Manufacturing.

[0214] Le PEI 1010 est un polymère thermoplastique amorphe de haute performance.

Il fut utilisé pour valider l’efficacité du système de chauffage radiant, car sa température de transition vitreuse est très élevée (217 °C), complexifiant considérablement son impression 3D avec les technologies FDM ou FFF.

[0215] Les éprouvettes sont imprimées simultanément en lots de 6 échantillons afin d’accroitre le temps entre le dépôt de deux couches successives.

[0216] Avant les travaux d’impression, la bobine de PEI 1010 est séchée à 120 °C pendant une durée minimale de 4 heures dans un four. Les échantillons sont ensuite imprimés selon les paramètres d’impression suivants :

• Diamètre de la buse d’impression : 0,6 mm

• Température du bloc chauffant : 380 °C

• Température de la chambre d’impression : 120 °C

• Température du plateau d’impression : 150 °C

• Facteur d’extrusion : 0,85

• Hauteur des couches : 0,2 mm

• Largeur des couches : 0,69 mm

• Taux de remplissage : 100 %

• Orientation du remplissage : 0 degré en tout temps.

• Vitesse de déplacement de la tête d’impression : variable, de 12,5 mm/sec à 50 mm/sec

• Température du système de chauffage radiant : variable, entre 330 °C et 420 °C

Méthode d’évaluation des propriétés mécanique en traction

[0217] L’essai de traction est utilisé pour évaluer les propriétés mécaniques d’un échantillon subissant un chargement en traction. Les tests ont été menés sur un appareil de traction Zwick/Roell Z030 équipé d’une cellule de charge de 30 kN et d’un vidéo-extensomètre. Des éprouvettes de type IV ont été analysées selon la norme ASTM D638 après un conditionnement à 23 °C (± 2 °C) et 50 % (± 10 %) d’humidité pendant au moins 48 heures. Le module de Young (E), la contrainte maximale au maximum (o max) et la déformation à la rupture (8 _rup) ont été mesurés à une vitesse d’étirement constante de 5 mm/min. Les données inconsistantes ont été éliminées et un minimum de 4 éprouvettes ont été utilisées pour calculer la moyenne et l’écart type.

Les résultats obtenus sont compilés sous forme de graphiques comparatifs.

Module de Young

[0218] En référence à Fig. 17, le module de Young des échantillons évolue en fonction de la vitesse d’impression et de la configuration de chauffage. Des essais avec 4 vitesses d’impression différentes (12.5, 25, 35 et 50 mm/sec) et avec 5 configurations de chauffage avec la plaque radiante (aucun chauffage, 330 °C, 360 °C, 390 °C et 420 °C) sont illustrés.

[0219] Lorsque la plaque radiante n’est pas utilisée, le module de Young est relativement constant à 2200 MPa, peu importe la vitesse d’impression.

[0220] Lorsque la plaque radiante est utilisée, une hausse du module de Young est observée en tout temps. Cette augmentation de la rigidité en traction peut s’expliquer par une diminution du taux de porosité ainsi qu’une amélioration de l’adhésion intercouches.

[0221] Un module de Young maximal de 2697 MPa est obtenu lorsque la température de la plaque radiante est fixée à 390 °C et que la vitesse d’impression est de 35 mm/sec.

[0222] Un écart type important est observé pour tous les essais d’impression par fabrication additive. Cette variation plus importante est fréquemment observée pour les procédés de fabrication additive FDM et FFF, comparativement avec le moulage par injection ou la compression.

Contrainte maximale

[0223] En reference à Fig. 18, la contrainte maximale lors d’essais en traction évolue en fonction de la vitesse d’impression (vitesse de déplacement de la tête d’impression) et de la température de la plaque radiante.

[0224] La contrainte maximale la plus faible (20 MPa) est obtenue lorsque le système de chauffage radiant n’est pas activé et que la vitesse d’impression la plus lente de 12.5 mm/sec est utilisée. Les conditions sont alors réunies pour que la température à la surface de la couche imprimée précédemment soit la plus faible, limitant considérablement la diffusion moléculaire à l’interface. La diffusion demeure faible lorsque la température du polymère au niveau de la couche précédente demeure inférieure à la température de transition vitreuse du polymère, soit 217 °C dans le cas du PEL

[0225] Une augmentation de la vitesse d’impression favorise généralement une augmentation la contrainte maximale en traction. Celle-ci permet de diminuer le temps nécessaire à l’impression d’une couche, limitant la chute de température à la surface de la pièce imprimée. Une température plus élevée favorise une plus grande diffusion moléculaire à l’interface entre les couches.

[0226] Par contre, lorsqu’une vitesse élevée de 50 mm/sec est utilisée, la tendance s’inverse et la contrainte maximale diminue. Une vitesse de déplacement trop élevée pourrait induire des défauts lors de l’impression (ex. : effets d’inertie au niveau de la tête d’impression peuvent induire des petites erreurs de positionnement, provoquant une augmentation du taux de porosité).

[0227] L’utilisation la plaque radiante permet d’accroitre considérablement la contrainte maximale obtenue et ce, pour toutes les vitesses d’impression expérimentées.

[0228] Lorsque la température utilisée au niveau de la plaque radiante est de 390 °C, la contrainte maximale atteint un sommet à 63 MPa, une valeur presque 3 fois supérieure à celle obtenue lorsque le système de chauffage radiant n’est pas activé (22 MPa). Le système de chauffage radiant permet alors de maintenir une température à la surface de la pièce imprimée supérieure à sa transition vitreuse (217°C) malgré une température de la chambre d’impression qui se situe uniquement à 120 °C. Cela favorise une plus grande diffusion moléculaire. La contrainte maximale en Z est alors similaire à la contrainte maximale observée pour un échantillon imprimé en XY, éliminant ainsi le phénomène d’anisotropie.

[0229] Une température de 420°C à la plaque radiante favorise une diminution de la contrainte maximale comparativement à une température de 390°C. Selon une théorie, un phénomène de dégradation à la surface du polymère pourrait expliquer partiellement cette diminution de la contrainte maximale. Élongation à la rupture

[0230] En référence à Fig. 19, l’élongation à la rupture lors d’essais en traction évolue en fonction de la vitesse d’impression et de la température de la plaque radiante.

[0231] L’élongation à la rupture est faible (environ 1 %) lorsque le chauffage radiant n’est pas utilisé. Une délamination rapide à l’interface entre les couches lors de l’essai en traction limite la contrainte qu’il est possible d’appliquer sur l’échantillon, limitant ainsi que sa déformation élastique (loi de Hooke). Tel un ressort, plus la force imposée est élevée, plus la déformation (élastique ou plastique) sera grande.

[0232] L’élongation à la rupture augmente considérablement lorsque le système de chauffage radiant est activé. Une meilleure cohésion entre les couches permet d’accroitre la contrainte exercée sur l’éprouvette avant d’obtenir un bris. Une contrainte plus élevée engendre une déformation élastique plus importante au niveau du matériel (loi de Hooke).

[0233] Une augmentation de la température de la plaque radiante permet d’accroître l’élongation à la rupture jusqu’à une température de 390°C. Lorsque la température de la plaque radiante atteint 420°C, la tendance s’inverse et l’élongation à la rupture diminue sensiblement. Ce même phénomène est aussi observé au niveau de la contrainte maximale.

[0234] Pour chaque configuration de chauffage radiant, l’élongation maximale est toujours obtenue lorsque la vitesse d’impression est ajustée à 35 mm/sec.

[0235] L’élongation à la rupture atteint une valeur maximale à 2.9 % lorsque la température radiante est de 390°C et que la vitesse d’impression est de 35 mm/sec.

[0236] Un accroissement de la vitesse d’impression favorise une élongation à la rupture plus importante, à l’exception de la vitesse de 50 mm/sec qui favorise une inversion de la tendance.

Porosité

[0237] En référence aux Figs. 20A et 20B, l’analyse par tomographie à rayons X procure des indications sur la structure interne des éprouvettes scannées. Une étude comparative est réalisée entre deux séries d’éprouvettes imprimées à une vitesse de 35 mm/sec, l’une imprimée sans l’utilisation du système de chauffage radiant (Figure 20A) et l’autre avec un système de chauffage radiant fonctionnant à 390°C (Figure 20B). Le taux de porosité mesuré à l’intérieur des éprouvettes imprimées sans le système radiant est de 8 %, alors que les éprouvettes imprimées avec l’élément chauffant indiquent un taux de porosité significativement plus faible, soit de 5 %. La diminution importante du taux de porosité indique qu’il y a moins de vide entre deux filaments consécutifs, ce qui favorise une meilleure adhésion entre les couches.

[0238] En référence à Fig. 21 , un mécanisme potentiel contribuant à la réduction du taux de porosité en Fig. 20A et 20B comprend une redistribution des aspérités de surface. Le fini de surface avant le passage du système de chauffage radiant 2101 est indiqué en pointillé 2102. Si le système de chauffage radiant 2101 permet d’accroitre la température à la surface imprimée au-dessus de la transition vitreuse (217°C), une certaine mobilité moléculaire se développe au sein du polymère et permet alors à la matière qui se situe au sommet des aspérités 2103 de s’écouler vers le creux des gaps triangulaires 2104 qui se forment entre les filaments (aires ombragées), réduisant par le fait même le taux de porosité. Le fini de surface après le passage du système de chauffage radiant 2101 est indiqué en ligne solide 2105. Une réduction des aspérités de surface permet aussi d’augmenter la surface de contact entre les couches, favorisant une meilleure diffusion moléculaire ainsi que l’accroissement des propriétés mécaniques.

Exemple 2

[0239] Des essais de fabrication additive ont été réalisés à partir d’une imprimante Aon M2 de l’entreprise québécoise AON 3D, d’une imprimante F370 de Stratasys et d’une imprimante Prusa i3 Mk3s+ afin de valider l’efficacité du système de chauffage radiant intégré à la tête d’impression lors de l’impression de TABS M30 de Stratasys.

[0240] Les échantillons sont imprimés selon les axes Z-X afin de valider directement l’accroissement de l’adhésion inter-couches lors de l’essai en traction. Les échantillons imprimés sont des éprouvettes standardisées ASTM D638 type IV, tel qu’illustré en Fig.16. [0241] Le consommable utilisé est un filament d’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) M30 Ivory (formulation pour imprimantes Stratasys F123) dont le diamètre est de 1.75 mm. Ce filament est commercialisé par l’entreprise Stratasys.

[0242] L’ABS M30 est un polymère thermoplastique technique amorphe dont la température de transition vitreuse se situe à 105 °C. Il est utilisé pour comparer l’efficacité du système de chauffage radiant sur une imprimante commerciale Stratasys F370 à chambre conditionnée, ensuite sur une imprimante FDM Aon M2 à configuration ouverte possédant aussi une chambre conditionnée ainsi que sur une petite imprimante FFF Prusa Mk3s+ ne possédant pas de chambre d’impression conditionnée.

[0243] Les éprouvettes sont imprimées simultanément en lots de 6 échantillons afin d’accroitre le temps entre le dépôt de deux couches successives.

Paramètres de fabrication additive utiiisés

[0244] Avant les travaux d’impression, la bobine d’ABS M30 est séchée à 80 °C pendant une durée minimale de 8 heures dans un four et ensuite elle est conservée dans une chambre conditionnée à 75 °C. Les échantillons sont ensuite imprimés selon les paramètres de fabrication additive suivants :

• Diamètre buse d’impression : 0.6 mm (Prusa et Aon M2) et T14 ou 0.356 mm (Stratasys)

• Température du bloc chauffant : 295 °C (Prusa i3 Mk3s+) et 300 °C (Aon M2)

• Température de la chambre d’impression : 85 °C (Stratasys et Aon M2)

• Température du plateau d’impression : 100 °C (Aon M2 et Prusa), 85 °C (Stratasys)

• Facteur d’extrusion : 0.98 (Prusa et Aon M2)

• Hauteur des couches : 0.2 mm (toutes les imprimantes)

• Taux de remplissage : 100 %

• Orientation du remplissage : 0 degré (en tout temps)

• Vitesse de déplacement de la tête d’impression : 35 mm/sec • Température du système de chauffage radiant : variable, entre 220 °C et 280 °C.

Évaluation des propriétés mécaniques en traction

[0245] L’essai de traction est utilisé pour évaluer les propriétés mécaniques d’un échantillon subissant un chargement en traction. Les tests ont été menés sur un appareil de traction Zwick/Roell Z030 équipé d’une cellule de charge de 30 kN et d’un vidéo-extensomètre. Des éprouvettes de type IV ont été analysées selon la norme ASTM D638 après un conditionnement à 23 °C (± 2 °C) et 50 % (± 10 %) d’humidité pendant au moins 48 heures. Le module de Young (E), la contrainte maximale (o max) et la déformation à la rupture (8 rup) ont été mesurés à une vitesse d’étirement constante de 5 mm/min. Les données inconsistantes ont été éliminées et un minimum de 5 échantillons ont été utilisés pour calculer la moyenne et l’écart type. Les résultats obtenus sont compilés sous forme de graphiques comparatifs en Fig. 22, Fig. 23 et Fig. 24.

Module de Young

[0246] Fig. 22 illustre l’évolution du module de Young pour les imprimantes sélectionnées et pour les 6 configurations de chauffage avec la plaque radiante (aucun chauffage, 220 °C, 240 °C, 260 °C, 270 °C et 280 °C).

[0247] Lorsque la plaque radiante n’est pas utilisée, l’impression de TABS M30 sur une imprimante Aon-M2 possédant une chambre chauffée à 85 °C permet d’accroître le module de rigidité de 14 % à 2 231 ± 78 MPa comparativement à un module de 1 921 ± 58 MPa sur l’imprimante Prusa, qui ne possède pas de chambre chauffée. En résumé, l’utilisation de la chambre chauffée permet d’améliorer le module de rigidité.

[0248] Lorsque la plaque radiante est ajustée à 240 °C, le module de rigidité obtenu sur une imprimante Prusa est de 2 028 ± 94 MPa. Ce résultat est similaire au module obtenu sur une imprimante Aon-M2 qui s’ élève à 2 130 ± 99 MPa.

[0249] L’utilisation de la plaque radiante sur une imprimante Prusa permet d’obtenir un module de rigidité presque équivalent à celui obtenu sur une imprimante Aon-M2 ne possédant pas d’élément radiant, mais muni d’une chambre chauffée à 85 °C. Cette augmentation de la rigidité en traction observée sur l’imprimante Prusa peut s’expliquer par une diminution du taux de porosité ainsi qu’une amélioration de l’adhésion inter-couches.

[0250] Une légère tendance à la baisse du module de Young est observée lorsque la température de la plaque radiante augmente au-delà de 240 °C.

Contrainte maximale

[0251] Fig. 23 illustre l’évolution de la contrainte maximale lors d’essais en traction en fonction de l’imprimante utilisée et de la température de la plaque radiante.

[0252] La contrainte maximale la plus faible, soit 19.0 ± 3.5 MPa est obtenue lorsque le système de chauffage radiant n’est pas activé et que l’impression est réalisée sur une imprimante Prusa ne possédant pas de chambre chauffée. Les conditions sont alors réunies pour que la température à la surface de la couche imprimée précédemment soit la plus faible, limitant considérablement la diffusion moléculaire à l’interface entre la couche préalablement déposée et la couche suivante. La diffusion demeure faible lorsque la température à la surface de la couche préalablement déposée demeure inférieure à la température de transition vitreuse du polymère, soit 105 °C dans le cas de TABS M30.

[0253] Lorsque la même impression est réalisée sur une imprimante Aon-M2 munie d’une chambre chauffée à 85 °C, la contrainte maximale augmente à 32.5 ± 0.3 MPa, soit une différence de +71 % comparativement à l’imprimante Prusa. La chambre chauffée favorise une augmentation de la température à la surface de la couche imprimée précédemment ainsi qu’une meilleure diffusion moléculaire à l’interface entre les couches déposées.

[0254] L’utilisation de la plaque radiante permet d’accroitre considérablement la contrainte maximale obtenue sur une imprimante Prusa ne possédant pas de chambre chauffée. Lorsque la température de la plaque radiante est ajustée à 240 °C, la contrainte augmente à 30.7 ± 0.5 MPa, soit une augmentation de 61.5 % comparativement à une même impression réalisée sans la plaque radiante. De plus, la contrainte obtenue est comparable à celle obtenue sur une imprimante Aon-M2, munie d’une chambre chauffée à 85 °C. Ce résultat démontre une meilleure adhésion à l’interface entre les couches. Le système de chauffage radiant permet alors de maintenir une température à la surface de la pièce imprimée supérieure à sa transition vitreuse (105 °C) malgré la présence d’une température ambiante qui se situe environ à 22 °C. Sans vouloir en être tenu à la théorie, cela semble favoriser une plus grande diffusion moléculaire.

[0255] Une augmentation de la température de la plaque radiante au-delà de 240 °C favorise une diminution progressive de la contrainte maximale. Un phénomène de dégradation à la surface du polymère pourrait expliquer partiellement cette diminution.

[0256] L’utilisation de la plaque radiante ne permet pas d’accroitre significativement la contrainte maximale obtenue sur une imprimante Aon-M2 possédant une chambre chauffée.

[0257] Selon la fiche technique de TABS M30 de Stratasys, la contrainte maximale obtenue sur une imprimante Fortus 900 possédant une buse T16 (0.4 mm) et imprimant des couches d’épaisseur de 0.254 mm est de 27.5 ± 0.28 MPa. Ce résultat s’avère inférieur à celui obtenu sur une imprimante Prusa à faible coût, munie du système de chauffage radiant.

[0258] Selon un essai de fabrication additive réalisé avec une buse T14 (0.356 mm) et imprimant des couches d’épaisseur de 0.254 mm sur une imprimante Stratasys F370, la contrainte maximale obtenue est de 20.4 ± 6.1 MPa. Ce résultat s’avère nettement inférieur à celui obtenu sur une imprimante Prusa à faible coût, munie du système de chauffage radiant.

Élongation à la rupture

[0259] Fig. 24 illustre l’évolution de l’élongation à la rupture lors d’essais en traction en fonction de l’imprimante utilisée et de la température de la plaque radiante.

[0260] L’élongation à la rupture atteint une valeur maximale à 4.2 ± 0.7 % lorsque l’échantillon est imprimé dans l’imprimante Aon-M2, sans l’utilisation de la plaque radiante. Par contre, l’écart type élevé démontre une variation importante au niveau de l’étirement. [0261] Pour l’imprimante Prusa, l’élongation à la rupture est faible à 1.0 ± 0.24 % lorsque le système de chauffage radiant n’est pas utilisé. Une délamination rapide à l’interface entre les couches limite l’amplitude de la contrainte qu’il est possible d’appliquer sur l’échantillon avant sa rupture, favorisant une déformation de faible amplitude (loi de Hooke). Tel un ressort, plus la force imposée avant rupture est faible, plus la déformation sera petite.

[0262] Pour l’imprimante Prusa, l’élongation à la rupture double de 1 .0 ± 0.24 % à 2.1 ± 0.35 % lorsque le chauffage radiant est ajusté à 240 °C. Une meilleure adhésion entre les couches permet d’appliquer une contrainte plus élevée avant la rupture de l’échantillon. Celui-ci se déforme davantage (loi de Hooke).

[0263] Lorsque la plaque radiante est activée, l’élongation à la rupture demeure similaire et constante (entre 1.8 et 2 %) entre l’imprimante Aon-M2 possédant une chambre chauffée à 85 °C et l’imprimante Prusa i3 Mk3s+ ne possédant pas de chambre conditionnée et ce, peu importe la température de la plaque radiante.

Porosité

[0264] L’analyse par tomographie à rayons X procure des indications sur la structure interne des éprouvettes scannées. Une étude comparative est réalisée entre deux séries d’éprouvettes imprimées à une vitesse de 35 mm/sec, l’une imprimée avec une imprimante Prusa i3 Mk3s+ sans l’utilisation du système de chauffage radiant et l’autre avec un système de chauffage radiant fonctionnant à 240 °C. Le taux de porosité mesurée à l’intérieur de l’éprouvettes imprimées sans chauffage radiant est de 3.0 %, alors que les éprouvettes imprimées avec l’utilisation de l’élément chauffant indiquent un taux de porosité significativement plus faible, soit de 1.6 %. La diminution importante du taux de porosité indique qu’il y a moins de vide entre deux filaments consécutifs, ce qui favorise une meilleure adhésion entre les couches.

[0265] En conclusion, le système de chauffage radiant de la présente divulgation permet d’obtenir, avec TABS M30 de Stratasys, des propriétés mécaniques en traction relativement similaires entre une imprimante FDM possédant une chambre conditionnée et une petite imprimante FFF Prusa i3 Mk3s+ ne possédant pas de chambre conditionnée. [0266] La présente divulgation a été décrite avec référence à certains modes de réalisation exemplaires. Rien dans la présente divulgation ne limite ses enseignements aux seuls modes de réalisation ici décrits. D’autres modes de réalisation utiles et d’autres utilisations utiles des dispositifs, des méthodes, des procédés et des techniques ici décrits seront apparentes aux personnes versées qui pratiquent la présente divulgation. Les principes généraux énoncés dans la présente divulgation peuvent être appliqués à d’autres modes de réalisation et applications sans s’écarter de ses renseignements.

RÉFÉRENCES

1. The APF Process, en ligne https://www.arburg.com/en/products-and- services/additive-manufacturing/the-apf-process/

2. B. Jellimann, L'impression 3D FDM, 2020, Editions ENI, Nantes

3. J.R.C. Dizon et al., Mechanical characterization of 3D-printed polymers, Additive Manufacturing 20 (2018), 44-67

4. Q. Sun et al., Effect of processing conditions on the bonding quality of FDM polymer filaments, Rapid Prototyping Journal 14(2) (2008), 72-80

5. A review on 3D printed matrix polymer composites: its potential and future challenges - Illustration scientifique sur ResearchGate, en ligne https://www.researchgate.net/figure/FDM-printed-fiber-reinforced-composite- with-the-reduction-in-inter-layer-porosity-but_fig15_337905012

6. W. Lin et al., Single-layer temperature-adjusting transition method to improve the bond strength of 3D-printed PCUPLA parts, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 115 (2018), 22-30

7. Source de l’illustration de déplacement de la tête d’impression : https://grabcad.com/library/astm-d638-14-type-iv-1

Claims

REVENDICATIONS Une tête d’impression pour fabrication additive, comprenant un dispositif d’émission de radiation comprenant une plaque radiante comprenant une surface proximale et une surface distale, et au moins un premier élément chauffant une buse d’impression configurée pour délivrer un matériel d’impression; dans laquelle le dispositif d’émission de radiation est configuré pour recevoir la buse d’impression de façon à ce que ladite buse soit à proximité de ladite plaque radiante. La tête d’impression selon la revendication 1 , dans laquelle ladite buse comprend une extrémité d’extrusion, et dans laquelle ledit dispositif d’émission de radiation reçoit ladite buse de façon à ce que ladite extrémité d’extrusion de ladite buse d’impression s’étende au-delà de ladite surface distale de ladite plaque radiante La tête d’impression selon la revendication 2, dans laquelle ladite extrémité d’extrusion s’étend d’environ 0.1 à environ 500 mm au-delà de ladite surface distale de ladite plaque radiante. La tête d’impression selon la revendication 2, dans laquelle ladite extrémité d’extrusion s’étend d’environ 0.1 à environ 200 mm au-delà de ladite surface distale de ladite plaque radiante. La tête d’impression selon la revendication 2, dans laquelle ladite extrémité d’extrusion s’étend d’environ 0.5 à environ 50 mm au-delà de ladite surface distale de ladite plaque radiante. La tête d’impression selon la revendication 2, dans laquelle ladite extrémité d’extrusion s’étend d’environ 1 à environ 5 mm au-delà de ladite surface distale de ladite plaque radiante. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle ledit au moins un premier élément chauffant est configuré pour transmettre une énergie thermique par conduction à ladite surface proximale. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique du au moins un premier élément chauffant par radiation via ladite surface distale au matériel d’impression délivré sur une surface de déposition située à proximité sous la surface distale. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, configurée pour être mobile par rapport à une surface de déposition. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant en outre un bloc chauffant comprenant au moins un deuxième élément chauffant et configuré pour recevoir une extrémité supérieure de ladite buse, dans laquelle le bloc chauffant est configuré pour chauffer le matériel d’impression circulant dans la buse d’impression. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 comprenant en outre un boitier de fixation configuré pour relier ladite surface proximale de ladite plaque radiante et ledit bloc chauffant. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , dans laquelle ledit dispositif d’émission de radiation comprend en outre au moins un premier thermocouple en contact direct avec ledit au moins un premier élément chauffant. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans laquelle ledit dispositif d’émission de radiation comprend en outre au moins un premier thermocouple en contact direct avec ladite plaque radiante. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant en outre un premier contrôleur de température fonctionnellement connecté audit au moins un premier élément chauffant. La tête d’impression selon la revendication 10, comprenant en outre un deuxième contrôleur de température fonctionnellement connecté audit au moins un deuxième élément chauffant. La tête d’impression selon la revendication 10, comprenant en outre un contrôleur de température fonctionnellement connecté audit au moins un premier élément chauffant et audit au moins un deuxième élément chauffant. La tête d’impression selon la revendication 10, dans laquelle ledit bloc chauffant comprend ledit au moins un premier élément chauffant et ledit au moins un deuxième élément chauffant. La tête d’impression selon la revendication 10, dans laquelle ledit au moins un premier élément chauffant et ledit au moins un deuxième élément chauffant forment un seul élément chauffant, et dans laquelle la plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique dudit seul élément chauffant par radiation via ladite surface distale au matériel d’impression délivré sur une surface de déposition située à proximité sous la surface distale. La tête d’impression selon la revendication 11 , dans laquelle ledit boitier de fixation définit une zone d’isolation entre le boitier et le au moins un premier élément chauffant. La tête d’impression selon la revendication 11 , dans laquelle ledit boitier de fixation définit une zone d’isolation entre le boitier et le bloc chauffant. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 19 et 20, dans laquelle la zone d’isolation comprend un espace d’environ 0 à environ 100 mm. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 19 et 20, dans laquelle la zone d’isolation comprend un espace d’environ 0.1 à environ 50 mm. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 19 et 20, dans laquelle la zone d’isolation comprend un espace d’environ 1 à environ 10 mm. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 19 à 23, dans laquelle la zone d’isolation comprend au moins l’un quelconque de: une surface réfléchissante, une matière isolante et un espace d’air. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 24, dans laquelle ladite plaque radiante est de forme annulaire. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 25, dans laquelle ledit au moins un premier élément chauffant est de forme annulaire. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 26, configurée pour recevoir le matériel d’impression sous forme de filament. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 27, configurée pour recevoir le matériel d’impression sous forme de granules. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 28, dans laquelle la buse d’impression a un diamètre d’environ 0.1 mm à environ 10 mm. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 28, dans laquelle la buse d’impression a un diamètre d’environ 0.2 mm à environ 5 mm. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 28, dans laquelle la buse d’impression a un diamètre d’environ 0.2 mm à environ 2.0 mm. La tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 28, dans laquelle la buse d’impression a un diamètre d’environ 0.2 mm à environ 0.8 mm. La tête d’impression selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle ladite surface distale a une aire d’environ 200 à environ 200 000 mm². La tête d’impression selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle ladite surface distale a une aire d’environ 500 à environ 10000 mm². La tête d’impression selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle ladite surface distale a une aire d’environ 1000 à environ 2000 mm². Un procédé de fabrication additive utilisant la tête d’impression telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 35, comprenant les étapes suivantes: chauffer le matériel d’impression circulant dans ladite buse, extruder une première quantité du matériel d’impression chauffé vers une surface de déposition à travers ladite buse, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de ladite couche de déposition par une radiation émanant de ladite plaque radiante, extruder au moins une deuxième quantité du matériel d’impression chauffé à travers ladite buse sur ladite partie de ladite couche de déposition ainsi chauffée. Un procédé de fabrication additive utilisant la tête d’impression telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 35, comprenant les étapes suivantes: chauffer le matériel d’impression circulant dans ladite buse, chauffer au moins une partie d’une surface de déposition par une radiation émanant de ladite plaque radiante; extruder une première quantité du matériel d’impression chauffé vers la surface de déposition à travers ladite buse, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de ladite couche de déposition par une radiation émanant de ladite plaque radiante, extruder au moins une deuxième quantité du matériel d’impression chauffé à travers ladite buse sur ladite partie de ladite couche de déposition ainsi chauffée. Le procédé selon la revendication 36 ou 37, dans lequel ledit matériel d’impression circulant dans ladite buse est chauffé par au moins une des méthodes choisies parmi le groupe consistant de : conduction, convection. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 38, dans lequel ledit matériel d’impression est chauffé dans la buse à une température supérieure à sa température de transition vitreuse. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 38, dans lequel ledit matériel d’impression est chauffé dans la buse à une température supérieure à sa température de fusion. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 200 °C au- dessus de la T_g. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au- dessus de la T_g. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de la Tg. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les Tg et optionnellement les Tf des blocs. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la T_g à environ 50 °C au-dessus de la Tf. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 40, dans lequel le matériel d’impression comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 52, dans lequel ladite tête d’impression est mobile par rapport à ladite couche de déposition, et dans lequel une température dudit au moins un premier élément chauffant est ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de ladite tête d’impression par rapport à ladite couche de déposition. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 53, dans lequel une température dudit au moins un premier élément chauffant est ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 54, dans lequel le matériel d’impression avant le chauffage est un filament. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 55, dans lequel le matériel d’impression avant le chauffage est sous forme de granules. Un dispositif d’émission de radiation pour un appareil de fabrication additive, comprenant une plaque radiante, configurée pour être installée à proximité dudit appareil, comprenant une surface proximale et une surface distale, au moins un élément chauffant configuré pour chauffer ladite plaque radiante. Le dispositif d’émission de radiation selon la revendication 57, dans lequel ledit au moins un élément chauffant est configuré pour transmettre une énergie thermique par conduction à ladite surface proximale. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications

57 et 58, dans lequel la plaque radiante est configurée pour transmettre l’énergie thermique du au moins un élément chauffant par radiation via ladite surface distale à un matériel délivré sur une surface de déposition. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 59, comprenant en outre un thermocouple en contact direct avec ledit au moins un élément chauffant. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 59, comprenant en outre un thermocouple en contact direct avec ladite plaque radiante. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 59, comprenant en outre un contrôleur de température fonctionnellement connecté audit au moins un élément chauffant. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 62, configuré pour être attaché à un dispositif d’extrusion. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 62, configuré pour être attaché à une tête d’impression. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 64, dans lequel ladite plaque radiante est de forme annulaire. Le dispositif d’émission de radiation selon l’une quelconque des revendications 57 à 65, dans lequel ledit au moins un élément chauffant est de forme annulaire. Procédé d’extrusion d’un matériel, comprenant les étapes suivantes : chauffer le matériel, chauffer par radiation au moins une partie d’une surface de déposition, extruder le matériel chauffé vers la surface de déposition. Le procédé selon la revendication 67, dans lequel ledit matériel est chauffé par au moins une des méthodes choisies parmi le groupe consistant de: conduction, convection. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 et 68, dans lequel ladite radiation permet de chauffer ledit matériel extrudé afin de ralentir son refroidissement. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 68 à 69, dans lequel ledit matériel est chauffé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 70, dans lequel ledit matériel est chauffé à une température supérieure à sa température de fusion. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 200 °C au-dessus de la T_g. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus de la T_g. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de la T_g. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au- dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au- dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C au- dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi-cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la T_g à environ 50 °C au-dessus de la Tf. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 200 °C au-dessus de la plus haute Tg, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 71 , dans lequel le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite surface de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 83, dans lequel ladite radiation est une radiation thermique et dans lequel une température d’une source de ladite radiation est ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de ladite source par rapport à ladite surface de déposition. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 84, dans lequel ladite radiation est une radiation thermique et dans lequel une température d’une source de ladite radiation est ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 85, dans lequel la surface de déposition est un plateau d’impression. Le procédé selon la revendication 86, selon lequel le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 30°C à environ 300°C. Le procédé selon la revendication 86, selon lequel le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 50°C à environ 250°C. Le procédé selon la revendication 86, selon lequel le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 60°C à environ 220°C. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 89, dans lequel la surface de déposition est une surface d’une couche dudit matériel. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 90, dans lequel le matériel avant le chauffage est un filament. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 90, dans lequel le matériel avant le chauffage est sous forme de granules. Procédé de fabrication additive, comprenant les étapes suivantes: chauffer un matériel, extruder une première quantité du matériel chauffé vers une surface de déposition, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de ladite couche de déposition par une radiation, extruder au moins une deuxième quantité du matériel chauffé sur ladite partie de ladite couche de déposition ainsi chauffée. Procédé de fabrication additive, comprenant les étapes suivantes: chauffer un matériel, chauffer au moins une partie de d’une surface de déposition par une radiation extruder une première quantité du matériel chauffé vers la surface de déposition, formant une couche de déposition, chauffer au moins une partie de ladite couche de déposition par une radiation, extruder au moins une deuxième quantité du matériel chauffé sur ladite partie de ladite couche de déposition ainsi chauffée. Le procédé selon la revendication 93 ou 94, dans lequel ledit matériel est chauffé par au moins une des méthodes choisies parmi le groupe consistant de: conduction, convection. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 95, dans lequel ledit matériel est chauffé à une température supérieure à sa température de transition vitreuse. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 96, dans lequel ledit matériel est chauffé à une température supérieure à sa température de fusion. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous à environ 200 °C au-dessus de la T_g. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous à environ 100 °C au-dessus de la T_g. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un polymère amorphe, ledit polymère amorphe ayant une température de transition vitreuse (T_g), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous à environ 50 °C au-dessus de la T_g. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un copolymère à blocs, dans lequel chaque bloc ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g) et optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des blocs à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C au-dessus de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des blocs. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi- cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi- cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la T_g à environ 100 °C au-dessus de la Tf. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un polymère semi-cristallin, ledit polymère semi- cristallin ayant une température de transition vitreuse (T_g) et une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la T_g à environ 50 °C au-dessus de la Tf. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 20 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 200 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 10 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 100 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 100 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 97, dans lequel le matériel comprend un mélange comprenant au moins deux composantes choisies parmi le groupe consistant de: un polymère amorphe, un polymère semi-cristallin et un copolymère à blocs, chaque composante ayant au moins une température de transition vitreuse (T_g), optionnellement au moins une température de fusion (Tf), et dans lequel ladite au moins une partie de ladite couche de déposition est chauffée par ladite radiation à une température d’environ 5 °C au-dessous de la moindre T_g parmi les T_g des composantes du mélange à environ 50 °C au-dessus de la plus haute T_g, optionnellement à environ 50 °C de la plus haute Tf, parmi les T_g et optionnellement les Tf des composantes du mélange. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 109, dans lequel ladite radiation est une radiation thermique et dans lequel une température d’une source de ladite radiation est ajustée en fonction d’une vitesse de déplacement de ladite source par rapport à ladite couche de déposition.

. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 110, dans lequel ladite radiation est une radiation thermique et dans lequel une température d’une source de ladite radiation est ajustée en fonction d’une longueur d’onde optimale d’absorption du matériel. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 111 , dans lequel le matériel avant le chauffage est un filament. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 112, dans lequel le matériel avant le chauffage est sous forme de granules. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 113, dans lequel le matériel est un polymère amorphe choisi parmi un polyétherimide (PEI), un polycarbonate (PC), un acrylonitrile butadiène styrène (ABS), un l’acrylonitrile styrène acrylate (ASA), un poly(methyl methacrylate) (PMMA), un polysulfone (PSU), et un polyphénylsulfone (PPSU). . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 113, dans lequel le matériel est un polymère semi-cristallin choisi parmi un acide polylactique (PLA), un polyamide (PA), un polyéthylène, (PE), un polypropylène (PP), un polysulfure de phénylène (PPS), et un polyétheréthercétone (PEEK). . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 113, dans lequel le matériel est un élastomère thermoplastique (TPE) du type copolymère à blocs (rigide / souple) choisi parmi un copolymère à blocs constitué de polyuréthane et de polyéther ou de polyester (TPU), constitué de copolyester et de polyéther (TPC), constitué de copolyamide et de polyéther (TPA), et constitué de polystyrène et de polybutadiène (TPS), ou un mélange de polymères choisi parmi un mélange de polycarbonate et d’acrylonitrile butadiène styrène (PC/ABS).

. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 116, dans lequel ladite radiation est é une température d’environ 40°C à environ 1200°C. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 116, dans lequel ladite radiation est à une température d’environ 100°C à environ 800°C. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 116, dans lequel ladite radiation est à une température d’environ 150°C à environ 600 °C. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 116, dans lequel ladite radiation est à une température d’environ 200°C à environ 500°C. . Le procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 56 et 67 à 116, dans lequel ladite radiation est à une température d’environ 200°C à environ 450°C. . Le procédé selon l’une quelconque des revendication 36 à 56 et 67 à 121 , dans lequel une vitesse de déplacement de la tête d’impression d’environ 5 mm/sec à environ 120 mm/sec. . Le procédé selon l’une quelconque des revendication 36 à 56 et 67 à 121 , dans lequel une vitesse de déplacement de la tête d’impression est d’environ 10 mm/sec à environ 80 mm/sec. . Le procédé selon l’une quelconque des revendication 36 à 56 et 67 à 121 , dans lequel une vitesse de déplacement de la tête d’impression est d’environ 12.5 mm/sec à environ 50 mm/sec. . Le procédé selon l’une quelconque des revendication 36 à 56 et 67 à 124, dans lequel une hauteur de ladite couche de déposition est d’environ 0.07 mm à environ 4 mm.

126. Le procédé selon l’une quelconque des revendication 36 à 56 et 67 à 124, dans lequel une hauteur de ladite couche de déposition est d’environ 0.10 mm à environ 1.0 mm.

127. Le procédé selon l’une quelconque des revendication 36 à 56 et 67 à 124, dans lequel une hauteur de ladite couche de déposition est d’environ 0.2 mm à environ 0.6 mm.

128. Procédé de fabrication additive, comprenant les étapes suivantes: chauffer un matériel comprenant du polyétherimide (PEI) Ultem 1010, à une température d’environ 350°C à environ 400°C; extruder une première quantité du matériel chauffé vers un plateau d’impression, formant une couche de déposition, dans lequel le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 120°C à environ 230°C; chauffer au moins une partie de ladite couche de déposition par une radiation à une température d’environ 300°C à environ 450°C, extruder au moins une deuxième quantité du matériel chauffé sur ladite partie de ladite couche de déposition ainsi chauffée; dans lequel une vitesse d’extrusion est d’environ 12.5 mm/sec à environ 50 mm/sec et dans lequel la température d’une chambre d’impression est d’environ 80°C à environ 200°C .

129. Procédé de fabrication additive, comprenant les étapes suivantes: chauffer un matériel polymère comprenant de l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) M30, à une température d’environ 230°C à environ 320°C; extruder une première quantité du matériel chauffé vers un plateau d’impression, formant une couche de déposition, dans lequel le plateau d’impression est chauffé à une température d’environ 75°C à environ 125°C; chauffer au moins une partie de ladite couche de déposition par une radiation à une température d’environ 200°C à environ 300°C, extruder au moins une deuxième quantité du matériel chauffé sur ladite partie de ladite couche de déposition ainsi chauffée; dans lequel une vitesse de déplacement de la tête d’impression est d’environ 20 mm/sec à environ 120 mm/sec et dans lequel la température d’une chambre d’impression est d’environ la température ambiante à environ 110°C. . Utilisation d’une plaque radiante disposée à proximité d’une buse d’impression dans un procédé de fabrication additive. . Utilisation d’une plaque radiante intégrée à une tête d’impression dans un procédé de fabrication additive. . Utilisation de la tête d’impression selon l’une quelconque des revendications 1 à 35 pour la fabrication additive. . Utilisation du procédé selon l’une quelconque des revendications 93 à 113 pour la fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133 pour moduler le taux de porosité d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler le gauchissement d’un produit fabriqué par fabrication additive.

. L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler l’isotropie d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler la contrainte maximale d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler les contraintes internes d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler la résistance à l’impact d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler la résistance en flexion d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler la déformation à la rupture d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler le module de rigidité d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler l’étanchéité d’un produit fabriqué par fabrication additive. . L’utilisation selon l’une quelconque des revendications 130 à 133pour moduler le taux de cristallinité d’un produit fabriqué par fabrication additive. . Utilisation du procédé selon l’une quelconque des revendications 67 à 92 pour la fabrication d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler le taux de porosité d’un produit extrudé.

. L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler le gauchissement d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler l’isotropie d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler la contrainte maximale d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler la contrainte interne d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler la résistance à l’impact d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler la résistance en flexion d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler la déformation à la rupture d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler le module de rigidité d’un produit extrudé. . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler l’étanchéité d’un produit extrudé . L’utilisation selon la revendication 145 pour moduler le taux de cristallinité d’un produit extrudé.