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Patent Searching and Data


Title:
ADDITIVE MANUFACTURING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/162634
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an additive manufacturing device (1) comprising a frame (3), a manufacturing chamber (31), and a plate (35) for depositing an additive manufacturing powder, said plate being translationally movable in relation to the manufacturing chamber (31). The device (1) comprises at least one actuator (6) capable of translationally moving the manufacturing chamber (31) in relation to the chassis (3) in order to move the manufacturing chamber (31) away from the plate (35) as a part (X) is being additively manufactured.

Inventors:
NICAISE, Jean-Pierre (AddUp Zone Industrielle de Ladoux 5 rue Bleue, CEBAZAT, 63118, FR)
Application Number:
FR2019/050422
Publication Date:
August 29, 2019
Filing Date:
February 25, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ADDUP (5 Rue Bleue Zone Industrielle de Ladoux, CEBAZAT, 63118, FR)
International Classes:
B22F3/105; B29C64/153; B29C64/20; B33Y30/00
Foreign References:
DE102007014968A12008-10-02
EP2708297A22014-03-19
EP3106288A12016-12-21
US20160297005A12016-10-13
EP3112056A12017-01-04
US20170050378A12017-02-23
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
REGIMBEAU (20 rue de Chazelles, PARIS CEDEX 17, PARIS CEDEX 17, 75847, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif (1 ) de fabrication additive comprenant un châssis (3), une chambre de fabrication (31 ), un plateau (35) pour le dépôt d’une poudre de fabrication additive, ledit plateau étant mobile en translation par rapport à la chambre de fabrication (31 ), le dispositif (1 ) étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un actionneur (6) apte à déplacer la chambre de fabrication (31 ) en translation, par rapport au châssis (3), pour écarter la chambre de fabrication (31 ) du plateau (35) au fur et à mesure de la fabrication additive d’une pièce (X).

2. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le plateau (35) est fixe par rapport au châssis (3).

3. Dispositif (1 ) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel la chambre de fabrication (31 ) comprend une platine (33) présentant une ouverture (36) coïncidant avec le plateau (35).

4. Dispositif (1 ) selon l’une des revendications 1 à 3 comprenant une jupe (37) de confinement qui s’étend à partir de l’ouverture de la platine pour entourer la pièce à fabriquer et le plateau.

5. Dispositif (1 ) selon la revendication 4, dans lequel la jupe (37) présente une cote de hauteur (I) variable lors de la translation de la chambre de fabrication (31 ) par rapport au plateau (35).

6. Dispositif (1 ) selon la revendication 5, dans lequel la jupe (37) prend la forme d’une structure télescopique comprenant une pluralité de segments (43) mobiles en translation les uns par rapport aux autres.

7. Dispositif (1 ) selon la revendication 6, dans lequel les segments (43) présentent des cotes de hauteur (II) différentes.

8. Dispositif (1 ) selon la revendication 7, dans lequel le segment (43) présentant la plus grande cote de hauteur (II) est fixé à la platine (33). 9. Dispositif (1 ) selon l’une des quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel les segments (43) sont reliés par des joints prenant la forme de bandeaux de cuivre.

10. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel la jupe (37) est amovible par rapport à la platine (33), pour permettre d’accéder au plateau (35).

1 1 . Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le châssis (3) comprend un élément de soutien (34) sur lequel le plateau (35) est monté.

12. Dispositif (1 ) selon les revendications 4 et 1 1 en combinaison, dans lequel l’élément de soutien (34) présente une découpe (41 ) adaptée pour recevoir une portion de la jupe (37).

13. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant une enceinte close (7), sensiblement étanche aux gaz, dans laquelle sont positionnés la chambre de fabrication (31 ), le plateau (35) et ledit au moins un actionneur (6).

14. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant plusieurs actionneurs (6) positionnés à équidistance d’un barycentre de la chambre de fabrication (31 ). 15. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel ledit au moins un actionneur (6) est un actionneur linéaire choisi parmi un vérin, une vis à billes, ou une vis sans fin.

16. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant en outre des moyens de guidage de la chambre de fabrication (31 ) montés parallèlement aux actionneurs (6). 17. Procédé de fabrication additive d’une pièce (X) avec un dispositif selon l’une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu’il comprend la répétition jusqu’à obtention de la pièce (X) d’étapes de :

• étalement d’une poudre de fabrication additive sur le plateau (35),

• frittage ou fusion de la poudre, selon des coordonnées planaires choisies, par l’organe d’apport de puissance (39), pour fabriquer la pièce (X),

• déplacement de la chambre de fabrication (31 ) par rapport au plateau.

Description:
DISPOSITIF DE FABRICATION ADDITIVE

DOMAINE DE L'INVENTION ET ETAT DE LA TECHNIQUE

La présente invention concerne le domaine général de la fabrication additive sélective.

Plus particulièrement, elle concerne les moyens de déplacement d’un plateau sur lequel peuvent être positionnées et fondues des couches de poudre.

La fabrication additive sélective consiste à réaliser des objets tridimensionnels par consolidation de zones sélectionnées sur des strates successives de matériau pulvérulent (poudre métallique, poudre de céramique, etc...). Les zones consolidées correspondent à des sections successives de l'objet tridimensionnel. La consolidation se fait par exemple couche par couche, par une fusion sélective totale ou partielle réalisée avec une source de consolidation (faisceau laser de forte puissance, faisceau d’électrons, etc.).

Classiquement, un appareil de fabrication additive comporte dans une chambre de fabrication fixe :

- un plateau mobile sur lequel sont déposées successivement les différentes couches de poudre de fabrication additive,

- une ou plusieurs sources de faisceaux d’énergie commandées pour balayer sélectivement le lit de poudre,

- un réservoir d’alimentation de poudre,

- un outil, tel qu’une raclette ou un rouleau, qui se déplace en translation sur le lit de poudre pour étaler la poudre.

Les configurations proposées à ce jour pour de tels outils ne sont pas pleinement satisfaisantes.

En effet, le plus souvent, le plateau mobile est mis en mouvement par des vérins ou des vis à billes, pour descendre pas à pas au fil du procédé de fabrication, au gré de l’empilement des strates de matière sur le plateau. Dans cette configuration la masse de la pièce fabriquée repose donc directement sur les vérins. La masse, et donc les dimensions, de la pièce fabriquée, sont ainsi directement limitées par la capacité des vérins.

Ainsi, il est, par exemple, difficile de fabriquer, avec la majorité des appareils de fabrication additive connus, des pièces pesant plusieurs tonnes.

PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION

La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de fabrication additive permettant de fabriquer des pièces de taille conséquente et en particulier de masse importante.

Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de fabrication additive comprenant un châssis, une chambre de fabrication, un plateau pour le dépôt d’une poudre de fabrication additive, ledit plateau étant mobile en translation par rapport à la chambre de fabrication, et au moins un actionneur. Le dispositif comprend au moins un actionneur apte à déplacer la chambre de fabrication en translation, par rapport au châssis, pour écarter la chambre de fabrication du plateau au fur et à mesure de la fabrication additive d’une pièce.

Le plateau étant mobile par rapport à la chambre de fabrication, le déplacement de la chambre de fabrication par rapport au châssis permet un déplacement relatif du plateau par rapport à la chambre de fabrication.

Cette disposition technique est particulièrement avantageuse.

En effet, d’une manière traditionnelle un processus de fabrication additive utilise un plan fixe de fusion de la poudre situé dans la chambre de fabrication, le mouvement du plateau permettant de déplacer la pièce fabriquée strate par strate.

En autorisant le déplacement de la chambre de fabrication par rapport au châssis, il devient possible de fabriquer des pièces de taille importante.

Notamment, lorsque le plateau est fixe dans le référentiel du châssis, il peut supporter des pièces de masse conséquente. Ainsi, selon ce premier aspect l’invention propose un dispositif de fabrication additive pouvant supporter des pièces importantes, tout en utilisant une méthode standard d’ajout de matière, de sorte que le dispositif selon l’invention peut aisément être intégré à une chaîne de fabrication existante et peut utiliser des plans de fabrication existant.

Selon une disposition particulièrement avantageuse, le plateau est fixe par rapport au châssis.

Ainsi, le plateau est maintenu immobile par rapport au châssis pour supporter des charges lourdes, sans complexifier la fabrication.

La chambre de fabrication peut comprendre une platine présentant une ouverture coïncidant avec le plateau.

Le dispositif peut comprendre une jupe de confinement qui s’étend à partir de l’ouverture de la platine pour entourer la pièce à fabriquer et le plateau.

La jupe peut présenter une cote de hauteur variable lors de la translation de la chambre de fabrication par rapport au plateau.

La jupe peut prendre la forme d’une structure télescopique comprenant une pluralité de segments mobiles en translation les uns par rapport aux autres.

Les segments peuvent présenter des cotes de hauteur différentes.

Selon cette disposition, le segment présentant la plus grande cote de hauteur peut être fixé à la platine.

Les segments peuvent être reliés par des joints prenant par exemple la forme de bandeaux de cuivre.

La jupe peut être amovible par rapport à la platine, pour permettre d’accéder au plateau.

Selon une disposition avantageuse, le châssis peut comprendre un élément de soutien sur lequel le plateau peut être monté.

L’élément de soutien peut présenter une découpe adaptée pour recevoir une portion de la jupe. Le dispositif peut comprendre une enceinte close, sensiblement étanche aux gaz, dans laquelle sont positionnés la chambre de fabrication, le plateau et ledit au moins un actionneur.

L’enceinte close peut contenir un gaz inerte choisi parmi l’azote, l’hélium, le néon, l’argon, le krypton, le xénon ou le radon, ou un mélange de certains de ces gaz.

Le dispositif peut comprendre plusieurs actionneurs positionnés à équidistance d’un barycentre de la chambre de fabrication.

Ledit au moins un actionneur peut être un actionneur linéaire choisi parmi un vérin, une vis à billes, ou une vis sans fin.

Le dispositif peut comprendre en outre des moyens de guidage de la chambre de fabrication montés parallèlement aux actionneurs.

Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication additive d’une pièce avec un dispositif selon l’invention. Le procédé comprend la répétition jusqu’à obtention de la pièce d’étapes de :

• étalement d’une poudre de fabrication additive sur le plateau,

• frittage ou fusion de la poudre, selon des coordonnées planaires choisies, par l’organe d’apport de puissance, pour fabriquer la pièce,

• déplacement de la chambre de fabrication par rapport au plateau.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles :

- la figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif, lorsque la chambre de fabrication est en position basse ;

- la figure 2 est une représentation schématique d’un dispositif lorsque la chambre de fabrication est en position haute. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

En référence aux figures 1 et 2, le dispositif 1 de fabrication additive comprend un châssis 3, une chambre de fabrication 31 , un plateau 35 et des actionneurs 6 de déplacement en translation.

De façon classique, le plateau 35 est mobile en translation par rapport à la chambre de fabrication 31 , ce qui signifie que dans le référentiel de la chambre 31 le plateau 35 se déplace.

Cependant, alors que jusque-là la chambre 31 était fixe par rapport au châssis 3, dans le présent dispositif 1 , au moins un actionneur 6 permet la translation de la chambre de fabrication 31 par rapport au châssis 3.

En d’autres termes, la chambre 31 est mobile dans le référentiel du châssis 3. Ainsi, au lieu que ce soit le plateau 35 qui se déplace par rapport à la chambre 31 , c’est la chambre 31 qui se déplace par rapport au plateau 35, bien que le mouvement relatif soit le même. Plus précisément, les couches successives de poudre sont déposées non pas en déplaçant le plateau 35 vers le bas, mais en déplaçant la partie haute du dispositif 1 vers le haut. Cela est très avantageux puisque la chambre 31 en elle-même n’a pas à supporter le poids de la pièce X en fabrication, et donc il est très facile de la rendre mobile.

A noter que le plateau 35 peut soit être fixe dans le référentiel du châssis 3 (i.e. directement fixé au châssis 3, sans vérins), soit mobile. On peut par exemple envisager qu’au fur et à mesure de la fabrication de la pièce X la chambre 31 s’élève et le plateau 35 s’abaisse.

Dans ce cas, les actionneurs présentent une faible course leur permettant de supporter une pièce de plusieurs tonnes. Il est à noter que selon ce mode de réalisation, l’écartement entre le plateau 35 et la platine 33 est la résultante des translations de sens opposés de la platine 33 et du plateau 35.

Dans la suite de la présente description, on prendra l’exemple préféré où le plateau 35 est fixe par rapport au châssis 3. En effet, dans une telle configuration, il n’a besoin d’être supporté par aucune pièce mobile et peut donc recevoir sans problème des pièces de plusieurs tonnes. En effet, dans les dispositifs connus ce n’est pas la résistance mécanique du plateau 35 qui limite son aptitude à supporter des pièces de plusieurs tonnes, mais la force des vérins permettant sa translation.

Châssis et plateau

Le châssis 3 est un élément fixe par rapport au support du dispositif 1 , i.e. dans un référentiel terrestre (par exemple le sol).

D’une manière classique, le châssis 3 comprend plusieurs éléments de support et de carénage (non représentés), par exemple réalisés en métal.

Le châssis 3 comprend avantageusement un élément de soutien 34 destiné à soutenir des charges de plusieurs tonnes. A ce titre, l’élément de soutien 34 peut être notamment une structure métallique monobloc ou mécano-soudée. Par structure métallique monobloc, on entend, par exemple, un marbre ou une enclume.

L’élément de soutien 34 présente préférentiellement une découpe 41 périphérique adaptée pour recevoir une portion d’une jupe 37 qui sera décrite plus loin. Selon le mode de réalisation ici présenté, une gouttière 42 est fixée dans la découpe 41.

Le plateau 35 est monté sur l’élément de soutien 34, voire directement monté posé par-dessus de sorte à éliminer toute pièce de liaison qui pourrait limiter la charge recevable.

De façon préférée, la hauteur de l’élément de soutien 34 est telle que lorsque les actionneurs 6 sont dans leur position retractée au maximum le plateau est sensiblement aligné avec la platine 33 de la chambre 31 (i.e. dans la position de la figure 1 ). En d’autres termes, l’élément de soutien 34 permet de placer directement le plateau 35 à la bonne hauteur pour débuter le procédé de fabrication.

Tel que cela sera décrit ci-après, le plateau de fabrication 35 est comme expliqué destiné à soutenir une pièce X lors de sa fabrication. Pour ce faire le plateau 35 présente des caractéristiques de planéité et d’état de surface adaptées à la fabrication additive. De plus, le plateau 35 présente préférentiellement des caractéristiques de résistance mécanique permettant de soutenir une pièce X de plusieurs tonnes. Ainsi, le plateau 35 peut par exemple être réalisé en métal ou en céramique monobloc.

Chambre de fabrication

Comme expliqué, la chambre de fabrication 31 est montée mobile sur le châssis 3.

D’une manière classique, la chambre de fabrication 31 comprend une enceinte 32 et une platine 33. L’enceinte 32 comprend des flancs et un capot supérieur. L’enceinte 32 peut par exemple être réalisée en tôle. La platine 33 peut, par exemple, être réalisés en métal ou en céramique.

Pour la suite de la présente description, on pose un premier repère orthogonal XYZ, dans lequel les directions X et Y sont dans le plan du plateau 35 et la direction Z est normale au plan du plateau 35. On pose un deuxième repère orthogonal X’Y’Z, dans lequel les directions X’ et Y’ sont dans le plan de la platine 33 et la direction Z est normale au plan de la platine 33. On précise que la direction Z est la même pour les deux repères XYZ et X’Y’Z.

Dans le mode de réalisation préféré où le plateau 35 est fixe par rapport au châssis 3, le repère XYZ est un référentiel terrestre, et le référentiel X’Y’Z est un référentiel mobile.

Tel que cela sera détaillé ci-après, le plateau 35 est mobile en translation par rapport à la platine 33, dans le repère X’Y’Z, selon une direction non colinéaire avec le plan de la platine 33, préférentiellement sensiblement orthogonalement au plan de la platine 33, i.e. selon l’axe Z, par rapport à la platine 33.

De même, en corollaire, la platine 33 est mobile en translation par rapport au plateau 35, dans le repère XYZ selon une direction non colinéaire avec le plan du plateau 35, préférentiellement sensiblement orthogonalement au plan du plateau 35, i.e. selon l’axe Z, par rapport au plateau 35.

On appellera « direction de translation » la direction selon laquelle le plateau 35 et la platine 33 sont en translation relative et on comprendra qu’elle est préférentiellement sensiblement selon l’axe Z. Dans la suite de la présente description, on désignera des « cotes de hauteur », et on comprendra qu’elles seront par commodité exprimées selon ladite direction de translation (i.e. préférentiellement selon l’axe Z).

D’une manière générale, le plateau 35 peut se situer soit dans le plan de la platine 33, soit dans un plan sensiblement parallèle au plan de la platine 33.

Selon le mode de réalisation ici présenté, le plateau 35 coulisse au travers d’une ouverture 36 de la platine 33.

Cependant, selon un autre mode de réalisation, le plateau 35 pourrait, par exemple, être juxtaposé à la platine 33.

Une jupe 37 de confinement entoure avantageusement l’ouverture 36. La jupe 37 permet de conserver une pièce fabriquée et la poudre non solidifiée qui l’entoure sur le plateau 35 et dans un volume sensiblement clos.

La jupe 37 est adaptée pour entourer aussi le plateau 35 et une portion de l’élément de support 34, pour délimiter un volume de fabrication dans lequel est contenue la pièce X et la poudre qui n’a pas été frittée ou fusionnée.

De façon préférée, la jupe 37 est fixée de manière amovible à la platine 33, pour permettre d’accéder au plateau 35.

Par amovible, on entend que la jupe 37 peut être, alternativement, fixée et séparée de la platine 33, par un utilisateur, de manière répétée.

La jupe 37 peut, par exemple, être fixée à la platine 33 au moyen de vis quart de tour ou d’écrous papillons.

La jupe 37 présente une structure télescopique définissant une cote de hauteur I variable selon l’axe Z. La cote de hauteur I varie entre un minimum l min lorsque la structure télescopique est entièrement rétractée, et un maximum l max lorsque la structure télescopique est entièrement déployée.

La structure télescopique de la jupe 37 comprend une pluralité de segments 43 reliés par des joints (non représentés). Selon le mode de réalisation ici présenté, chaque segment 43 présente un profil en Z avec un pan 45 présentant un retour 46 à chaque extrémité. Les retours 46 sont adaptés pour être enclenchés les uns avec les autres. L’enclenchement des retours 46 peut être réalisé, par exemple, par pincement ou par crochetage. Un bandeau en cuivre formant un joint relie deux retours 46 de deux segments 43 différents. Le joint permet d’étanchéifier la liaison entre les segments 43.

Selon une disposition particulière, les segments 43 présentent chacun une cote de hauteur II, selon l’axe Z. Ainsi, si la jupe 37 présente trois segments 43, chaque segment 43 présentera une cote de hauteur lh, I , II3 correspondante (on numérote arbitrairement de la platine 33 vers le plateau 35, i.e. en allant vers le bas). Selon cette même disposition, le segment 43 présentant la plus grande cote de hauteur lh est fixé à la platine 33, de sorte à ce que le premier segment 43 puisse contenir tous les autres lorsque la jupe 37 est rétractée au maximum. Selon ce même mode de réalisation, le premier segment 43 présente un retour 46 présentant une cote de hauteur adaptée pour permettre au premier segment 43 de contenir tous les autres lorsque la jupe 37 est rétractée au maximum. Si le plateau 35 est monté sur un élément de soutien 34 présentant une découpe 41 , celle-ci présente avantageusement une cote de hauteur sensiblement égale à la cote de hauteur lh du premier segment 43. De plus, si la découpe 41 présente une gouttière 42, en position rétractée de la jupe 37 la gouttière 42 peut supporter les segments 43. Lorsque la jupe est en position déployée, la gouttière 42 supporte le dernier segment 43. Selon une disposition particulière le dernier segment 43 peut être fixé de manière amovible à la gouttière 42, par exemple avec des vis quart de tour, des écrous papillons ou des écrous à tête hexagonale.

Ainsi, en position rétractée, la cote de hauteur l=l min est sensiblement égale à la cote de hauteur lh- Pour n segments, en position entièrement déployée, la cote de hauteur l= l max est sensiblement égale à la somme des cotes de hauteur lh à ll n . De manière préférentielle, les segments 43 sont positionnés pour que la cote de hauteur Ni, i>i soit inférieure ou égale à la cote de hauteur lh, voire même que les cotes de hauteur II, soient décroissantes en s’éloignant de la platine 33 (i.e. si i>j, II, < l lj).

En outre, la chambre de fabrication 31 comprend un chariot 38 coulissant sur la platine 33 et le plateau 35.

Tel que cela sera détaillé ultérieurement, le chariot 38 permet de répartir de la poudre sur le plateau 35 lors de la fabrication d’une pièce.

Le chariot 38 peut, par exemple, comprendre une raclette ou un rouleau. Par ailleurs, la chambre de fabrication 31 comprend un organe d’apport de puissance 39 permettant de fondre une poudre métallique. L’organe d’apport de puissance 39 peut, par exemple, être un émetteur de faisceau laser, de faisceau d’électrons, etc.

Actionneurs

Des actionneurs 6 permettent le déplacement en translation de la chambre de fabrication 31 par rapport au châssis 3.

Les actionneurs 6 sont préférentiellement configurés pour provoquer des translations relatives toutes sensiblement selon une même direction, en l’espèce ladite direction de translation de la chambre de fabrication 31 (i.e. selon l’axe Z).

Il est précisé que, par actionneur, on entend un mécanisme contrôlé électroniquement et/ou pneumatiquement, capable de produire un mouvement de translation relatif entre les deux entités qu’il relie, en particulier un actionneur linéaire capable de créer un mouvement linéaire de compression (on comprendra que l’invention n’est pas limitée à ce type d’actionneurs). Chaque actionneur est ainsi typiquement de type vérin, avec une partie principale fixe, souvent tubulaire (appelée alors cylindre) dans lequel une pièce mobile (appelée tige de piston) est mobile en translation sur commande. Le vérin peut être purement électromécanique (on parle alors d’actionneur linéaire, par exemple à mécanisme vis-écrou), pneumatique, hydraulique ou toutes autres types de technologies définies en fonction des caractéristiques d’effort, de vitesse, de course, de forme, de poids, et surtout de fiabilité, propres au domaine de la fabrication additive.

L’homme du métier comprendra que l’invention n’est pas limitée aux vérins, et que le ou les actionneurs pourront utiliser d’autres technologies, et être par exemple des vis à billes ou des vis sans fin.

Selon une disposition particulière préférée, les actionneurs 6 sont répartis à équidistance d’un barycentre de la chambre de fabrication 31. Ledit barycentre se trouvant préférentiellement au centre de l’ouverture 36. Ainsi, selon une disposition particulière, la chambre de fabrication 31 comprend k (en particulier trois) actionneurs 6 positionnés chacun à 360 k (i.e. 120° si k=3) autour de la chambre de fabrication 31.

De façon préférée, le dispositif 1 comprend en outre des moyens de guidage de la chambre de fabrication 31 montés parallèlement aux actionneurs 6. En effet, dans la mesure où la chambre 31 est massive, il est souhaitable de séparer les fonctions de guidage et de mise en mouvement de la chambre.

En référence aux figures, il peut s’agir de colonnes de guidage verticales, de préférence cylindriques, montées fixes par rapport au châssis 3, et le long desquelles la chambre 31 peut coulisser.

Les moyens de guidage sont avantageusement disposés de part et d’autre de la chambre 31 (i.e. la chambre 31 est située entre les moyens de guidage) pour optimiser l’encombrement.

Enceinte close

Le dispositif 1 comprend en outre préférentiellement une enceinte close 7 dans laquelle sont positionnées la chambre de fabrication 5 et la platine 33.

L’enceinte close 7 est adaptée pour être sensiblement étanche aux gaz. L’enceinte close 7 peut, par exemple, être constituée de panneaux polymères et/ou de panneaux métalliques.

Tel que cela sera précisé ci-après, l’enceinte close peut être remplie d’un gaz inerte tel que l’azote ou un gaz noble (i.e. un gaz pris parmi l’hélium, le néon, l’argon, le krypton, le xénon ou le radon), ou d’un mélange de certains de ces gaz.

Unité de commande

Le dispositif 1 peut comprendre une unité de commande permettant de synchroniser le déplacement des actionneurs 6 avec le chariot 38 et l’organe d’apport de puissance 39. L’unité de commande peut se présenter sous la forme d’une carte électronique comprenant au moins un microcontrôleur.

Fonctionnement du dispositif

En fonctionnement, le dispositif 1 démarre dans une position schématisée sur la figure 1. Le plateau 35 est situé sensiblement dans le même plan que la platine 33. La chambre de fabrication 31 est alors dite en position basse.

Dans cette position, un opérateur peut aisément accéder à la chambre de fabrication 31 pour préparer la fabrication de la pièce X.

Dès le lancement du procédé de fabrication, l’enceinte close 7 est fermée de manière étanche. L’oxygène en est chassé pour être remplacé par un gaz inerte. Cette disposition technique permet avantageusement d’améliorer la qualité de la fabrication, en évitant une éventuelle oxydation de la poudre métallique utilisée pour fabriquer la pièce X. De plus, la raréfaction de l’oxygène dans l’enceinte close 7 diminue les risques d’inflammation ou d’explosion, ce qui rend le dispositif 1 plus sûr que certains dispositifs de l’art antérieur.

Le chariot 38 répartit de la poudre métallique sur le plateau 35 et l’organe d’apport de puissance 39 fritte ou fait fondre la poudre, selon des coordonnées planaires choisies, pour fabriquer la pièce X.

Au fur et à mesure de la fabrication de la pièce X, il est nécessaire que le plateau 35 diminue en altitude par rapport à la platine 33. En effet, la fabrication additive, consiste en un ajout successif de couches de matière d’une pièce. Le plan de fabrication, de fusion de la poudre, reste inchangé tout au long du processus.

La pièce X en construction est immobile sur le plateau 35, la platine 33 est déplacée pour que seule la couche en cours de fabrication se situe dans le plan CΎ’ de la platine 33.

Les moyens de déplacement permettent la translation de la chambre de fabrication 31 (et donc de la platine 33) par rapport au plateau 35 qui demeure immobile. Ainsi, durant la fabrication, la chambre de fabrication 31 augmente en altitude par rapport au plateau 35 qui demeure immobile (dans le repère XYZ). A la fin du procédé de fabrication, la chambre de fabrication 31 se situe, comme représenté sur la figure 2, à une altitude supérieure à l’altitude du plateau 35, dans une position dite position haute.

Il est remarquable que pour la plupart des dispositifs de l’art antérieur, la platine est fixe par rapport au châssis et le plateau est mobile, le plus souvent sur des vérins.

Or, cette disposition technique rend difficile la fabrication de pièces de masse importante.

D’une manière particulièrement avantageuse, l’invention propose un dispositif 1 dans lequel le plateau 35 est fixe par rapport au châssis 3 et c’est la chambre de fabrication 31 qui est mobile.

Ainsi, en déplacement relatif, dans le repère X’Y’Z lié à la platine 33, le plateau 35 apparaît toujours comme mobile par rapport à la platine 33 et donc par rapport à un plan de fabrication fixe positionné dans le plan de la platine 33.

En revanche, dans le repère fixe XYZ lié au châssis et à un repère terrestre, le plateau 35 est immobile et la chambre de fabrication 31 augmente en altitude au fil de la fabrication de la pièce X. Cette disposition technique permet de soutenir des pièces de masse importante sur le plateau 35, la chambre de fabrication 31 présentant une masse bien plus faible en comparaison.

Durant la fabrication, la structure télescopique de la jupe 37 lui permet de s’adapter à l’augmentation de l’écartement entre le plateau 35 et la platine 33, pour conserver la pièce X et la poudre qui l’entoure dans un espace sensiblement clos. Ainsi, durant toute la fabrication, la cote de hauteur I de la jupe 37 augmente et au moins une portion de la jupe 37 repose dans la découpe 41.

La jupe 37 permet aussi de limiter la dispersion de la poudre métallique non fusionnée, en la maintenant autant que possible dans un espace clos.

A la fin du procédé de fabrication. La chambre de fabrication 31 est en position haute, comme représenté sur la figure 2. La fixation amovible de la jupe 37 permet à un utilisateur de la retirer pour accéder aisément à la pièce X fabriquée, et la sortir, après que cet utilisateur ait retiré la poudre non fusionnée entourant la ou les pièces fabriquées. A noter qu’une fois que la jupe 37 n’est plus fixée à la platine 33 on peut envisager de lever encore un peu la chambre 31 pour accéder complètement à la pièce X et faciliter son extraction.