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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR MANIPULATING PARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/185466
Kind Code:
A1
Abstract:
The present application relates to a device (1) for manipulating particles. The device (1) comprises a rotating screen (10) on which a structure (30) of particiles can be formed. According to a first aspect, the device (1) comprises at least one scraper (86, 87) and at least one support element (88, 89) which supports the screen (10) at the scraper (86, 87). According to a second aspect, the device (1) comprises a particle reservoir (80) and a blower which is located inside the screen and under the reservoir (80) and which blows a gas in order to fluidise the particles present in the reservoir (80).

Inventors:
HICK, Matthias (Place Saint-Georges 56, 4830 Limbourg, 4830, BE)
ECKES, Kevin (Rue Paul Segers 12, 1040 Etterbeek, 1040, BE)
GUILLAUME, Colin (Rue de Gaët 11, 1320 L'Ecluse, 1320, BE)
DEBLIRE, Antoine (Rue Louis et Jeanne Albert 7, 4367 Crisnée, 4367, BE)
MOENS DE HASE, Charles-Edouard (Rue Gustave Renier 11, 4300 Waremme, 4300, BE)
Application Number:
EP2019/057202
Publication Date:
October 03, 2019
Filing Date:
March 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AEROSINT SA (Rue des Pôles 1, 4000 Liège, 4000, BE)
International Classes:
B29C64/321; B29C64/205; B29C41/12; B33Y30/00; B33Y40/00
Domestic Patent References:
WO2016176432A12016-11-03
Foreign References:
US20070126157A12007-06-07
US20040084814A12004-05-06
US20150266241A12015-09-24
US20070126157A12007-06-07
US20040084814A12004-05-06
US20150266241A12015-09-24
EP2017071039W2017-08-21
Attorney, Agent or Firm:
GEVERS PATENTS (Holidaystraat 5, 1831 Diegem, 1831, BE)
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Claims:
Revendications

1. Dispositif (1 ) pour manipuler des particules comprenant:

• un tamis (10) présentant une première surface (1 1 ) sur laquelle une structure

(30) de particules peut se former, la première surface (1 1 ) étant agencée pour être mise en mouvement, et

• un premier racloir (86) situé d’un premier côté (201 ) du tamis (10), à une distance (206) non-nulle de la première surface (1 1 ), et agencé pour racler la structure (30) de particules sur une première partie (51 ) du tamis (10), caractérisé en ce qu’il comprend un premier élément de soutien (88) situé d’un deuxième côté (202) du tamis (10) et agencé pour soutenir la première partie (51 ) du tamis (10), le deuxième côté (202) du tamis (10) et le premier côté (201 ) du tamis (10) étant séparés par le tamis (10),

la première surface (1 1 ) étant agencée pour être mise en mouvement de façon à déplacer la structure (30) de particules dans une direction parallèle à la tangente à la première surface (1 1 ).

2. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , comprenant en outre un moyen d’aspiration agencé pour maintenir les particules sur la première surface (1 1 ).

3. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier élément de soutien (88) est agencé pour tendre la première partie (51 ) du tamis (10).

4. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier élément de soutien (88) s’étend d’un côté à l’autre du tamis (10) au niveau de la première partie (51 ) du tamis (10).

5. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier racloir (86) comprend une partie de raclage (187) prévue pour être en contact avec les particules, le dispositif (1 ) étant agencé pour que la partie de raclage (187) puisse être mise en mouvement dans une direction (204) opposée à la direction (203) de mouvement de la structure des particules sur la première partie (51 ) du tamis (10).

6. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier racloir (86) est un cylindre.

7. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier élément de soutien (88) comprend un cylindre de soutien.

8. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel le cylindre de soutien est agencé pour être entraîné en rotation par le tamis (10).

9. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :

- un deuxième racloir (87) situé du premier côté (201 ) du tamis (10) et agencé pour racler la structure (30) de particules sur une deuxième partie (52) du tamis (10), et

- un deuxième élément de soutien (89) situé du deuxième côté (202) du tamis

(10) et agencé pour soutenir la deuxième partie (52) du tamis (10).

10. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une soufflerie agencée pour expulser un gaz à travers le tamis (10) dans un réservoir (80) de particules.

1 1. Dispositif (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un dispositif d’éjection (121 ) agencé pour éjecter les particules de la première surface (1 1 ).

12. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d’éjection (121 ) est situé du deuxième côté (202) du tamis (10) et est agencé pour générer un flux de fluide de transport qui ne traverse que des parties prédéterminées de la première surface (1 1 ) du tamis (10).

13. Système d'impression tridimensionnelle comprenant au moins une fois le dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un moyen d'agglomération (75).

14. Procédé de manipulation de particules comprenant les étapes de :

• fournir un dispositif (1 ) selon une quelconque des revendications 1 à 12, · fournir des particules sur la première surface (1 1 ),

• déplacer les particules jusqu’à la première partie (51 ) du tamis (10), et

• racler les particules

dans lequel la fourniture des particules sur la première surface précède le raclage.

15. Procédé d’impression tridimensionnelle comprenant, dans cet ordre :

• le procédé selon la revendication précédente,

• une éjection des particules d’au moins certaines parties de la structure (30) de particules, et

· une agglomération desdites particules.

Description:
Dispositif pour manipuler des particules

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un dispositif pour manipuler des particules. Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif pour manipuler des particules qui peut être utilisé en impression 3D.

Art antérieur

[0002] Il est connu de déposer une structure de particules sur une surface en mouvement afin de manipuler ces particules.

[0003] Un problème est que la structure présente sur la surface en mouvement peut être irrégulière dans le temps et/ou dans l’espace.

[0004] Le document US2007/126157 A1 divulgue des procédés et un appareil permettant de retirer des articles finis d'un système de prototypage rapide à base de poudre. Le document US2004/084814 A1 décrit un système pour fabriquer des objets trois dimensions avec un dispositif d'élimination de la poudre non-liée. Le document US2015/266241 A1 décrit un système de fabrication additive comprenant un dispositif de planarisation configuré pour effectuer des planarisations assistées par solvant sur des surfaces de construction intermédiaires de la pièce tridimensionnelle.

Résumé de l’invention

[0005] Un des buts de l'invention est de fournir un dispositif pour manipuler des particules permettant d’obtenir une structure de particules présente sur une surface en mouvement particulièrement régulière. A cet effet, selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif pour manipuler des particules et comprenant:

• un tamis présentant une première surface sur laquelle une structure de particules peut se former, la première surface étant agencée pour être mise en mouvement de façon à déplacer la structure de particules dans une direction parallèle à la tangente à la première surface, • un premier racloir situé d’un premier côté du tamis, à une distance non-nulle de la première surface, et agencé pour racler la structure de particules sur une première partie du tamis, et

• un premier élément de soutien situé d’un deuxième côté du tamis et agencé pour soutenir la première partie du tamis, le deuxième côté du tamis et le premier côté du tamis étant séparés par le tamis.

[0006] Le premier racloir permet de racler les particules sur le tamis afin d’obtenir une structure ayant une épaisseur particulièrement constante dans le temps et dans l’espace. Le premier élément de soutien, qui est préféré mais pas nécessaire dans le cadre de la présente invention, permet que la pression exercée par le premier racloir ne déforme pas le tamis.

[0007] En outre, s’il existe une déformation globale du tamis, par exemple à cause d’une dépression à l’intérieur du tamis, il est particulièrement intéressant d’éviter cette déformation sur la partie du tamis où le raclage a lieu, car c’est à cet endroit que l’épaisseur de la structure de particules est déterminée. Soutenir la première partie du tamis permet donc d’éviter l’influence de phénomènes parasites sur l’épaisseur de la structure de particules.

[0008] Le premier élément de soutien améliore notamment l’uniformité de l’épaisseur sur la largeur du tamis. En effet, le tamis étant typiquement maintenu latéralement par une structure de renfort qui permet de le tendre, il a davantage tendance à se déformer vers le milieu que sur ses bords, ce qui entraîne que, sans le premier élément de soutien, la structure particules a tendance à être plus épaisse au milieu.

[0009] Le premier élément de soutien permet que la première surface du tamis soit, sur la première partie du tamis, essentiellement parallèle au premier racloir.

[0010] Le premier élément de soutien est agencé pour tendre la première partie du tamis. Le premier élément de soutien a pour fonction première de tendre localement le tamis. Le premier élément de soutien exerce une pression sur le tamis. Préférentiellement, cette pression a une composante horizontale.

[0011] La première partie du tamis est de préférence la partie du tamis sur laquelle se trouvent les particules au moment où elles se font racler par le premier racloir. Elle s’étend en général d’un côté à l’autre du tamis. Si le tamis est cylindrique, la première partie du tamis peut par exemple correspondre à un angle de moins de 5 degrés, de préférence de moins de 2 degrés.

[0012] De préférence, le premier racloir comprend une partie de raclage qui est une partie du premier racloir prévue pour être en contact avec les particules. En particulier, la partie de raclage peut comprendre une ligne de raclage, qui est préférentiellement une ligne où le premier racloir impose l’épaisseur de la structure de particules, et qui est de préférence rectiligne et essentiellement perpendiculaire à la direction du mouvement de la première partie du tamis. C’est en général la ligne du premier racloir qui est la plus proche de la première surface.

[0013] De préférence, il existe un plan, appelé premier plan, qui comprend la ligne de raclage et qui est perpendiculaire à la première surface au niveau du premier racloir. Le premier élément de soutien est agencé pour soutenir le tamis dans le premier plan.

[0014] De préférence, le premier élément de soutien comprend une partie de contact qui est en contact mécanique avec le tamis. De préférence la partie de contact comprend une ligne de contact qui est en contact mécanique avec le tamis et qui est perpendiculaire à la direction de mouvement de la structure des particules sur la première partie du tamis.

[0015] La première surface est de préférence convexe au niveau du premier racloir. La deuxième surface est de préférence concave au niveau du premier élément de soutien.

[0016] Le premier racloir est de préférence situé à une distance non-nulle de la première surface, cette distance déterminant l’épaisseur de la structure de particules qui reste sur la première surface après raclage. Cette distance peut être par exemple contrôlée grâce à une jauge située entre le tamis et le premier racloir.

[0017] Le premier racloir peut par exemple comprendre une lame, un rouleau ou tout autre dispositif. S’il comprend une lame, elle est de préférence inclinée par rapport au premier plan. Le premier racloir s’étend de préférence d’un côté à l’autre du tamis au niveau de la première partie du tamis. En d’autres termes, il s’étend de préférence sur toute la largeur du tamis au niveau de la première partie du tamis. [0018] De préférence, dans la structure de particules formée sur la première surface du tamis, les particules ne sont pas liées entre elles chimiquement. La structure de particules est de préférence une couche de particules. De préférence, les particules sont électriquement neutres, c’est-à-dire dépourvues de charge électrique.

[0019] Dans le cadre du présent document, un tamis est un média poreux (par exemple le tamis peut comporter des trous traversants dans lesquels un gaz peut passer). De préférence, la première surface est impénétrable par les particules (c'est-à-dire que les particules restent bloquées contre ladite première surface et ne pénètrent pas dans le tamis). Le dispositif est de préférence conçu pour qu’en permanence, au moins 90% de la deuxième surface du tamis soit libre de tout blocage. Cela permet que les trous soient dégagés sur une grande partie de la deuxième surface du tamis.

[0020] Le tamis comprend de préférence une feuille de matériau. De préférence, le tamis est souple mais est tendu latéralement. Le tamis forme un moyen de transport des particules puisque la première surface déplace la structure de particules dans une direction parallèle à sa tangente.

[0021] Le mouvement de la première surface permet de faire avancer la structure de particules, de préférence dans une direction localement parallèle à la première surface. De préférence, la deuxième surface se déplace en même temps que la première surface. Ce mouvement est de préférence une rotation.

[0022] De préférence, le tamis a une surface convexe, par exemple un cylindre, délimitant au moins partiellement un espace intérieur. De préférence, l’espace intérieur correspond au deuxième côté du tamis.

[0023] De préférence, le tamis a une section qui est une courbe h, de façon à former une courroie de convoyage pour avoir un procédé de manipulation continu. Par exemple, le tamis peut être cylindrique. Son axe de rotation est alors de préférence dans le premier plan. Cette courbe fermée permet en outre que le volume intérieur du tamis soit mis en dépression par un moyen d’aspiration de façon à faire tenir les particules sur la première surface. [0024] La structure de particules est de préférence continue sur la première partie du tamis. En effet, il est préféré qu’une structure continue se forme en amont du racloir, et qu’éventuellement, des parties de cette structure soit enlevées en aval du racloir.

[0025] Le dispositif comprend de préférence un élément d’alimentation agencé pour alimenter en particules la première surface.

[0026] La première surface est typiquement une surface extérieure du tamis et la deuxième surface est typiquement une surface intérieure du tamis.

[0027] Dans un mode de réalisation, le premier élément de soutien se trouve directement à l’opposé du premier racloir par rapport au tamis, en particulier par rapport à la première partie du tamis.

[0028] Par exemple, la ligne de contact peut se trouver dans le premier plan. Cela permet un soutien mécanique particulièrement efficace. Il est aussi possible, tout en restant dans le cadre de l’invention, que le premier élément de soutien comprenne deux parties situées de part et d’autre du premier plan mais agencées pour soutenir la première partie du tamis dans le premier plan.

[0029] Préférentiellement, le premier élément de soutien se trouve en permanence directement à l’opposé du premier racloir par rapport au tamis. Par exemple, si le premier racloir est fixe, le premier élément de soutien aussi ; et si le premier racloir se déplace, le premier élément de soutien se déplace simultanément de l’autre côté du tamis de façon à rester directement à l’opposé du premier racloir par rapport au tamis.

[0030] Dans un mode de réalisation, le premier élément de soutien s’étend d’un côté à l’autre du tamis au niveau de la première partie du tamis. En d’autres termes, il s’étend de préférence sur toute la largeur du tamis au niveau de la première partie du tamis.

[0031] Dans un mode de réalisation, le premier racloir comprend une partie de raclage prévue pour être en contact avec les particules, le dispositif étant agencé pour que la partie de raclage puisse être mise en mouvement dans une direction opposée à la direction de mouvement de la structure des particules sur la première partie du tamis. [0032] Cela permet de soulever les particules qui ne passent pas entre la première surface et le premier racloir. Ainsi, cela fluidifie la poudre de particules, ce qui permet qu’elle s’étende plus facilement car elle forme moins d’agglomérats difficiles à briser. Ce mouvement de la partie de raclage est particulièrement facile quand le premier racloir est cylindrique, auquel cas il est animé d’une rotation, mais peut être envisagé avec d’autres formes de premier racloir.

[0033] De préférence, le dispositif selon l’invention comprend un moteur pour mettre en mouvement le premier racloir, de façon à obtenir ce mouvement de la partie de raclage.

[0034] Dans un mode de réalisation, le premier racloir est un cylindre. De préférence, l’axe de ce cylindre est parallèle à la ligne de raclage. De préférence, l’axe de ce cylindre est dans le premier plan. Un cylindre permet de mieux étaler la poudre qu’une lame.

[0035] Dans un mode de réalisation, le premier élément de soutien comprend un cylindre de soutien. De préférence, l’axe de ce cylindre est parallèle à la ligne de contact.

[0036] Dans un mode de réalisation, le cylindre de soutien est agencé pour être entraîné en rotation par le tamis.

[0037] Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un moyen d’aspiration agencé pour maintenir les particules sur la première surface. Les particules sont maintenues sur la première surface durant au moins une partie du mouvement de la première surface. En particulier, les particules sont préférentiellement maintenues sur la première surface durant le raclage par le premier racloir.

[0038] Le moyen d’aspiration génère de préférence une sous-pression du côté de la deuxième surface du tamis par rapport à la pression régnant du côté de la première surface du tamis, sur au moins une partie du tamis. De préférence, le volume intérieur du tamis est fermé latéralement, de façon à empêcher un passage de gaz aux extrémités latérales. De préférence, le moyen d’aspiration est au moins partiellement situé du deuxième côté du tamis.

[0039] Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre - un deuxième racloir situé du premier côté du tamis et agencé pour racler la structure de particules sur une deuxième partie du tamis, et

- un deuxième élément de soutien situé du deuxième côté du tamis et agencé pour soutenir la deuxième partie du tamis.

[0040] La deuxième partie du tamis est différente de la première partie du tamis.

[0041] De préférence, le deuxième élément de soutien a les mêmes caractéristiques et le même agencement que le premier élément de soutien. De préférence, le deuxième racloir a les mêmes caractéristiques et le même agencement que le premier racloir.

[0042] Si le dispositif comprend deux racloirs, l’élément d’alimentation est de préférence agencé pour alimenter la première surface entre les deux racloirs. Le réservoir est de préférence situé entre les deux racloirs et peut être partiellement délimité par ceux-ci.

[0043] La présence de deux racloirs et deux éléments de soutien permet d’inverser le sens de rotation du tamis tout en gardant l’effet de raclage et de soutien.

[0044] Le dispositif selon l’invention est de préférence symétrique dans un plan vertical passant par son axe de rotation.

[0045] Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une soufflerie agencée pour souffler ou expulser un gaz à travers le tamis dans un réservoir de particules.

[0046] Dans le cadre du présent document, une soufflerie est tout dispositif capable de générer un flux de gaz, de préférence par éjection.

[0047] Le flux de gaz généré par la soufflerie, et traversant le tamis, met en mouvement les particules présentes dans le réservoir. Ainsi, la soufflerie permet de fluidifier la poudre de particules dans le réservoir. Cela permet par exemple d’éviter la formation de ponts qui empêche l’écoulement fluide des particules. Cela permet aussi que le raclage soit plus facile et plus efficace.

[0048] De préférence, le réservoir est au moins partiellement délimité par le premier racloir. Le réservoir peut également être partiellement délimité par une partie de la première surface, par le deuxième racloir et/ou par des parois agencées pour retenir les particules. [0049] Le réservoir est une partie du dispositif dans laquelle les particules sont pourvues, de préférence par un élément d’alimentation. Elles sont en réserve dans le réservoir. Le réservoir est typiquement en amont du racloir. L’élément d’alimentation peut faire partie du réservoir.

[0050] Le réservoir est situé du premier côté du tamis. Le réservoir est de préférence situé au-dessus du tamis.

[0051] Dans un mode de réalisation, une paroi du réservoir est au moins partiellement formée par une partie du tamis, en particulier par une partie de la première surface du tamis.

[0052] Dans un mode de réalisation, la soufflerie comprend une buse de purge située du deuxième côté du tamis.

[0053] La buse de purge permet de souffler du gaz à travers le tamis.

[0054] Dans un mode de réalisation, la soufflerie comprend une première zone située du deuxième côté du tamis et en surpression par rapport au réservoir. La différence de pression entre la première zone et le réservoir génère un souffle à travers le tamis, depuis la première zone vers le réservoir.

[0055] Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un dispositif d’éjection agencé pour éjecter les particules de la première surface, préférentiellement de façon à repousser les particules du tamis.

[0056] Le dispositif d’éjection peut par exemple souffler du gaz ou envoyer une onde sonore vers le tamis, qui traverse le tamis et emporte des particules. Préférentiellement, le dispositif d’éjection souffle le gaz, ou envoie l’onde sonore, perpendiculairement à la surface du tamis. Le dispositif d’éjection est de préférence agencé pour éjecter les particules vers le bas ou vers toute autre direction (par exemple horizontale) à partir de la première surface du tamis.

[0057] Dans un mode de réalisation, le dispositif d’éjection est situé du deuxième côté du tamis et est agencé pour générer un flux de fluide de transport qui ne traverse que des parties prédéterminées de la première surface du tamis.

[0058] Par exemple, le dispositif d’éjection peut comprendre une série d’orifices d’éjection, chaque orifice éjectant un élément du flux de fluide de transport, qui est préférentiellement perpendiculaire à la première partie du tamis. De préférence, il est possible de contrôler quels orifices éjectent du flux de fluide de transport, par exemple par un système de vannes. Les orifices sont de préférences disposés en quinconce.

[0059] L’invention porte en outre sur un système d'impression tridimensionnelle comprenant au moins une fois le dispositif selon l'un des modes de réalisation de l’invention, et un moyen d'agglomération.

[0060] De préférence, le système comprend un moyen pour déplacer le tamis par rapport à une structure d'impression tridimensionnelle.

[0061] L’impression tridimensionnelle est une des applications possibles du dispositif selon l’invention. Il peut par exemple être utilisé dans le système décrit dans la demande de brevet internationale PCT/EP2017/071039. Il peut aussi par exemple être utilisé dans un système à lit de poudre, en particulier un système de fabrication additive à lit de poudre, comme dans un système SLS (frittage sélectif par laser) où le dispositif peut être utilisé comme racle de recouvrement (recoater en anglais). Dans un tel système, la fonction du dispositif selon l’invention peut être de déposer une couche de poudre sur la structure en cours d’impression. Il est aussi possible de l’utiliser dans un procédé de sérigraphie. En sérigraphie, il permet notamment d’imprimer des images numériques; de manipuler des poudres (des encres sèches) ; et d’imprimer des reliefs sur différents substrats pour n’importe quel type d’application.

[0062] Le moyen d'agglomération permet de faire adhérer au moins une partie des particules déposées, par exemple par éjection, à une structure d'impression tridimensionnelle, de façon à ce que ces particules soient intégrées dans cette structure d'impression tridimensionnelle. Dans le cadre du présent document, une agglomération de particules est une fixation ensemble desdites particules. Une agglomération est préférentiellement sélective, en ce sens que des particules inertes ne sont pas agglomérées. Une agglomération peut comprendre au moins un procédé parmi les suivants: un traitement thermique, un frittage, une fusion, une application de colle, une application de liant, ou un soudage ultrasonique. Par exemple, le moyen d'agglomération peut comprendre au moins un parmi : un four, un laser, un faisceau d’électrons, un laser équipé d’un système de balayage pour pouvoir chauffer l’ensemble de la strate, une lampe halogène, un chauffage inductif, un chauffage micro-onde, un faisceau d’ions, une réaction chimique locale ou uniforme. L'agglomération peut être réalisée de manière uniforme ligne par ligne, en balayant dans une seule direction avec un faisceau chauffant la matière selon une ligne.

[0063] L’invention porte en outre sur un procédé de manipulation de particules comprenant les étapes de :

• fournir un dispositif selon l’un des modes de réalisation de l’invention,

• fournir des particules sur la première surface,

• déplacer les particules jusqu’à la première partie du tamis, et

• racler les particules.

La fourniture des particules sur la première surface précède le raclage. En d’autres termes, les particules sont fournies sur la première surface, puis déplacées jusqu’à la première partie du tamis où elles sont raclées.

[0064] L’invention porte en outre sur un procédé d’impression tridimensionnelle comprenant, dans cet ordre :

• le procédé de manipulation de particules décrit ci-dessus,

• une éjection des particules d’au moins certaines parties de la structure de particules, et

• une agglomération desdites particules.

Par exemple, les particules sont fournies sur la première surface, puis raclée par le premier racloir, puis certaines sont éjectées par le dispositif d’éjection. Cette éjection les dépose sur un premier substrat ou une structure d'impression tridimensionnelle où elles sont agglomérées grâces au moyen d’agglomération.

[0065] Selon un deuxième aspect, l’invention propose un dispositif pour manipuler des particules et comprenant:

• un tamis présentant une première surface sur laquelle une structure de particules peut se former, la première surface étant agencée pour être mise en mouvement,

• un réservoir de particules et

• une soufflerie agencée pour souffler un gaz à travers le tamis dans le réservoir. [0066] Le mouvement de fluide généré par la soufflerie, et traversant le tamis, met en mouvement les particules présentes dans le réservoir. Ainsi, la soufflerie permet de fluidifier la poudre de particules dans le réservoir. Cette fluidification permet que les particules s’étalent mieux et ne forment pas de blocs. Cela permet donc d’obtenir une structure de particules plus régulière.

[0067] De préférence, la soufflerie se trouve en-dessous du réservoir, ce qui permet que le tamis empêche les particules de tomber dans la soufflerie.

[0068] La soufflerie peut être combinée avec un ou plusieurs des éléments présentés dans le présent document, notamment le premier et/ou deuxième racloir, le premier et/ou deuxième élément de soutien, le moyen d’aspiration, le dispositif d’éjection et/ou le moyen d'agglomération, quelle que soit l’agencement dudit ou desdits élément(s).

[0069] Selon différents modes de réalisation, qui peuvent être pris ensemble ou séparément :

- Le dispositif comprend un premier racloir situé d’un premier côté du tamis et agencé pour racler la structure de particules sur une première partie du tamis.

-Le dispositif comprend un moyen d’aspiration agencé pour maintenir les particules sur la première surface.

-Le dispositif comprend un dispositif d’éjection agencé pour éjecter les particules de la première surface.

-Le dispositif d’éjection est situé du deuxième côté du tamis et est agencé pour générer un flux de fluide de transport qui ne traverse que des parties prédéterminées de la première surface du tamis.

- Une paroi du réservoir est au moins partiellement formée par une partie du tamis.

- La soufflerie comprend une buse de purge située à l’opposé du réservoir par rapport au tamis. En d’autres termes, la buse de purge est du deuxième côté du tamis. La buse de purge permet de souffler du gaz à travers le tamis.

- La soufflerie comprend une première zone située à l’opposé du réservoir par rapport au tamis et en surpression par rapport au réservoir. En d’autres termes, la première zone est du deuxième côté du tamis. [0070] L’invention propose en outre un système d'impression tridimensionnelle comprenant au moins une fois le dispositif selon un mode de réalisation de l’invention, et un moyen d'agglomération.

[0071] L’invention propose en outre un procédé de manipulation de particules comprenant les étapes de :

• fournir un dispositif selon l’un des modes de réalisation de l’invention,

• fournir des particules au réservoir,

• souffler un gaz à travers le tamis dans les particules situées dans le réservoir.

Brève description des figures

[0072] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

- la figure 1 illustre une vue en coupe d’une partie d’un dispositif pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 2 illustre un dispositif pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 3 illustre une vue en coupe d’un dispositif pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 4 illustre un système comprenant au moins deux dispositifs pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 5 illustre un système comprenant au moins deux dispositifs pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention,

- la figure 6 illustre une vue en coupe d’une partie d’un dispositif pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention, et

- la figure 7 illustre une vue en coupe d’une partie d’un dispositif pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention. Modes de réalisation de l’invention

[0073] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.

[0074] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments.

[0075] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.

[0076] Bien que les particules sont représentées comme étant sphériques, la présente invention peut se rapporter à des particules de n’importe quelle forme. En outre, la taille des particules et de la structure de particules est en général exagérée dans les figures.

[0077] Selon un premier aspect de l’invention, le dispositif comprend un premier racloir et un premier élément de soutien. Le premier racloir et le premier élément de soutien sont illustrés aux figures 1 , 2, 3 et 4. Selon un deuxième aspect de l’invention, le dispositif comprend un réservoir et une soufflerie. Le réservoir et la soufflerie sont illustrés aux figures 2, 3, 5 et 6. Les éléments illustrés sur toutes les figures du présent document sont compatibles avec les deux aspects de l’invention. En outre, une caractéristique présentée dans un mode de réalisation d’un des deux aspects peut être présente dans un mode de réalisation de l’autre des deux aspects de l’invention.

[0078] La figure 1 illustre une vue en coupe d’une partie d’un dispositif 1 pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention. Le dispositif 10 comprend un tamis 10, un premier racloir 86 et un premier élément de soutien 88.

[0079] Le tamis 10 a une première surface 1 1 située d’un premier côté 201 du tamis 10 et une deuxième surface 12, opposée à la première surface 1 1 et située d’un deuxième côté 202 du tamis 10 opposé au premier côté 202. Le tamis 10 peut être mis en mouvement. En particulier, il peut être mis en rotation, par exemple selon une courbe fermée de forme quelconque. [0080] Le premier côté 202 est de préférence en sous-pression par rapport au premier côté 201 , grâce à un moyen d’aspiration, de façon à maintenant les particules sur la surface du tamis 10 par aspiration.

[0081] Une structure 30 de particules peut se former sur la première surface 1 1. Elle se déplace avec la première surface 1 1 . De façon générale, elle se déplace selon une direction qui est parallèle à la tangente à la première surface 1 1. Cette direction est illustrée par la flèche 203 au niveau du premier racloir 86. La structure 30 de particules est raclée par le premier racloir 86, ce qui fait qu’elle est en général plus épaisse en amont du premier racloir 86 qu’en aval de celui-ci. La partie du tamis 10 sur laquelle le raclage est réalisé peut être appelé première partie 51 du tamis. C’est préférentiellement essentiellement une ligne rectiligne tangente à la première surface 1 1 et perpendiculaire à la direction 203 du mouvement de la structure 30.

[0082] Le premier racloir 86 est situé du premier côté 201 du tamis 10, à une distance 206 du tamis. Le premier racloir 86 comprend une partie de raclage 187 qui est prévue pour être en contact avec les particules. Elle peut également être appelée première partie de raclage. De préférence, la partie de raclage 187 comprend une ligne de raclage 186, perpendiculaire au plan de la figure 1 .

[0083] Le premier élément de soutien 88 est situé du deuxième côté 202 du tamis 10, de préférence directement à l’opposé du premier racloir 86.

[0084] En général, il existe un plan, appelé premier plan 150, qui comprend la ligne de raclage 186 et qui est perpendiculaire à la première surface 1 1 au niveau du premier racloir 86.

[0085] De préférence, le premier élément de soutien 88 comprend une partie de contact 188 qui est en contact mécanique avec le tamis 10, en particulier avec la deuxième surface 12. Cette partie de contact peut par exemple être une ligne parallèle à la ligne de raclage 186. La partie de contact 188 est de préférence au moins partiellement dans le premier plan 150.

[0086] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif 1 est agencé pour que la partie de raclage 187 puisse être mise en mouvement dans une direction 204 opposée la direction 203 de mouvement de la structure des particules sur la première partie 51 du tamis 10. [0087] La figure 2 illustre un dispositif 1 pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention.

[0088] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, le tamis 10 est cylindrique et le premier élément de soutien 88 est un cylindre de soutien. L’axe de rotation du tamis et celui du premier élément de soutien 88 sont parallèles et dans le premier plan 150. La rotation du tamis 10 entraine la rotation du premier élément de soutien 88 par contact.

[0089] La figure 2 illustre que le dispositif 1 peut comprendre un réservoir 80 de particules dont une paroi 81 est formée par une partie du tamis 10. Une autre paroi du réservoir 80 est formée par le premier racloir 86. Le dispositif 1 comprend en outre une soufflerie agencée pour souffler un gaz à travers le tamis 10 dans un réservoir 80. La soufflerie peut comprendre par exemple une buse de purge 91.

[0090] La figure 2 illustre aussi une largeur 205 du tamis 10, qui est une dimension du tamis perpendiculaire à sa direction de mouvement 203. On voit que le premier racloir 86 et le premier élément de soutien 88 s’étendent d’un côté à l’autre du tamis 10.

[0091] La figure 3 illustre une vue en coupe d’un dispositif 1 pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le tamis 10, le premier racloir 86 et le premier élément de soutien 88 sont cylindriques. Leurs axes de rotation sont parallèles et dans le premier plan 150.

[0092] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif 1 comprend en outre un deuxième racloir 87 situé du premier côté 201 du tamis 10 et agencé pour racler la structure 30 de particules sur une deuxième partie 52 du tamis 10 et un deuxième élément de soutien 89 situé du deuxième côté 202 du tamis 10 et agencé pour soutenir la deuxième partie 52 du tamis 10. Le deuxième racloir 87 et le deuxième élément de soutien 89 sont cylindriques, mais ils pourraient avoir une autre forme tout en restant dans le cadre de la présente invention. Leurs axes de rotation sont parallèles à celui du tamis 10 et sont dans un deuxième plan 152. Le deuxième plan 152 est défini par rapport au deuxième racloir 87 comme le premier plan 150 est défini par rapport au premier racloir 86. [0093] Une deuxième partie de raclage 189 est définie par rapport au deuxième racloir 87 comme la première partie de raclage 187 est définie par rapport au premier racloir 86.

[0094] Le deuxième racloir 87 et le deuxième élément de soutien 89 servent notamment à pouvoir inverser le sens de rotation du tamis 10 tout en conservant les caractéristiques du dispositif 1. Le deuxième racloir 87 peut aussi servir de paroi pour le réservoir 80.

[0095] La rotation du tamis 10 entraine la rotation du premier élément de soutien 88 et du deuxième élément de soutien 89 par contact.

[0096] Le premier racloir 86 est de préférence en rotation, de façon à ce que la partie de raclage 187 décrive un mouvement dans la direction 204 opposée la direction 203 de mouvement de la structure des particules sur la première partie 51 du tamis 10. Cette rotation est de préférence entraînée par un moteur. Cette rotation permet de ramener des particules vers le réservoir 80. Le dispositif 1 est de préférence agencé pour pouvoir faire aussi tourner le premier racloir 86 dans l’autre sens.

[0097] Le deuxième racloir 87 est de préférence en rotation, de façon à ramener des particules vers le réservoir 80. Cette rotation est de préférence entraînée par un moteur.

[0098] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif 1 comprend une soufflerie comprenant une première zone 92 située du deuxième côté 202 du tamis 10 et en surpression par rapport au réservoir 80. La soufflerie envoie du gaz à travers la partie du tamis 81 qui forme un paroi du réservoir 80. Le réservoir 80 est de préférence situé au-dessus du tamis 10, de façon à ce que les particules tendent à aller sur la première surface 1 1 du tamis 10 grâce à la gravité, malgré la soufflerie.

[0099] La soufflerie du dispositif 1 illustré à figure 3 pourrait comprendre la buse de purge 91 illustrée à la figure 2, en plus de la première zone 92 en surpression.

[0100] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif 1 comprend aussi un élément d’alimentation 90. De préférence, la soufflerie souffle aussi dans l’élément d’alimentation 90. [0101] De préférence, le dispositif 1 comprend aussi une deuxième zone 94, en dépression par rapport à la pression régnant du premier côté 201 du tamis 10 grâce à un moyen d’aspiration. Cette dépression permet de maintenir les particules sur le tamis 10. La première 92 et la deuxième 94 zones peuvent être séparée par une paroi de séparation 93 hermétique au gaz.

[0102] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif 1 comprend aussi un dispositif d’éjection 121 agencé pour éjecter les particules de la première surface 1 1 du tamis 10.

[0103] Le dispositif 1 peut par exemple fonctionner de la façon suivante. L’élément d’alimentation 90 alimente le réservoir 80 en particules. La structure 30 de particules se forme dans le réservoir 80 et est entraînée par la rotation du tamis de façon à former une couche sur la première surface 1 1. En arrivant à la hauteur du premier racloir 86, les particules sont tassées et raclées et certaines restent dans le réservoir 80. Les particules qui continuent le mouvement forment une partie continue 31 de la structure 30, c’est-à-dire une couche régulière de particules. En arrivant à la hauteur du dispositif d’éjection 121 , certaines parties de la structure 30 de particules sont éjectées, par exemple pour former une partie d’une strate de particules. Les parties de la structure 30 de particules qui ne sont pas éjectées restent sur la première surface 1 1 et forment des parties discontinues 32 de la structure 30. Ces parties passent entre le deuxième racloir 87 et la première surface 1 1 et sont réintégrées dans les particules du réservoir 80. La soufflerie est particulièrement intéressante pour décoller ces particules de la première surface 1 1 afin que la structure 30 formée à nouveau sur ces parties de la première surface 1 1 soit la plus régulière possible et ne garde pas trace des éjections précédentes.

[0104] Les figures 4 et 5 illustrent un système 100 comprenant au moins deux dispositifs 1 a, 1 b pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention. Ce système peut par exemple être utilisé pour une impression tridimensionnelle. Il est possible, tout en restant dans le cadre de l’invention, que le système 100 comprenne plus de deux dispositifs 1 selon l’invention. Les tamis 10a, 10b sont disposés parallèlement l’un à l’autre, de préférence avec leur axe dans un même plan horizontal. Dans l’illustration des figures 4 et 5, le système 100 est en train d’imprimer une structure d'impression tridimensionnelle 72 qui peut comprendre des particules déjà agglomérées ou pas encore agglomérées.

[0105] La figure 4 permet d’illustrer que les racloirs 86a, 86b, 87a, 87b peuvent être inclinés par rapport au premier plan, alors que les éléments de soutien 88a, 88b 89a, 89b sont dans le premier plan.

[0106] De préférence, les particules 3a disposées par le premier dispositif 1 a sont des particules 3a d'un premier type, par exemple susceptibles d'être agglomérées par un procédé déterminé. De préférence, les particules 3b disposées par le deuxième dispositif 1 b sont des particules 3b d'un deuxième type, par exemple non- susceptibles d'être agglomérées par ce procédé déterminé.

[0107] De préférence, les tamis 10a, 10b tournent en maintenant fixe leur axe de rotation lorsqu’une strate 35 est déposée, et un premier substrat 60, qui sert de support à la structure d'impression tridimensionnelle 72 avance dans une direction ou dans l’autre. Il est aussi possible, tout en restant dans le cadre de l’invention, que les tamis 10a, 10b aient leur axe de rotation qui se déplace parallèlement au premier substrat 60 et que celui-ci soit fixe. Il est aussi possible que les tamis 10a, 10b et le premier substrat 60 se déplacent de façon coordonnée.

[0108] Les dispositif d’éjection 121 a, 121 b sont contrôlés de façon à obtenir la structure d'impression tridimensionnelle 72 désirée. De préférence, ils sont contrôlés pour que la strate 35 formée par les particules 3a, 3b déposées par les dispositifs 1 a, 1 b soit continue, c’est-à-dire ne comporte pas de trou.

[0109] Lorsqu’une strate 35 de particules a été déposée, et avant de déposer la strate 35 suivante, les tamis 10a, 10b sont éloignés de la structure d'impression tridimensionnelle 72 d’une distance de préférence égale à l’épaisseur de la strate 35. Cela permet de déposer la strate 35 suivante. Il est possible que des strates 35 successives aient des épaisseurs différentes.

[0110] Dans un mode de réalisation de l’invention, le système 100 comprend en outre au moins un rouleau de compaction 141 formant un moyen d’uniformisation de la hauteur de la strate de poudre déposée sur la structure d'impression tridimensionnelle. De préférence, le système 100 comprend deux moyens d’uniformisation, chacun étant situé d’un côté des tamis 10a, 10b. Dans un mode de réalisation de l’invention, le système 100 comprend en outre au moins un moyen d'agglomération 75. De préférence, le système 100 comprend deux moyens d'agglomération 75, chacun étant situé d’un côté des tamis 10a, 10b, plus loin que les moyens d’uniformisation.

[0111] De préférence, le système 100 fonctionne de la façon suivante.

[0112] Un lit de particules du deuxième type 3b, qui ne sont pas susceptibles d'être agglomérées par le procédé réalisé par le moyen d'agglomération 75, est déposé sur le premier substrat 60. Le lit de particules forme la structure d’impression tridimensionnelle 72 de départ.

[0113] Le réservoir 80a est rempli de particules du premier type 3a, qui sont susceptibles d'être agglomérées par le procédé réalisé par le moyen d'agglomération 75. Le réservoir 80b est rempli de particules du deuxième type 3b.

[0114] Les tamis 10a, 10b tournent chacun autour de leur axe, entraînant des particules des réservoirs 80a, 80b qui sont maintenues sur les premières surfaces grâce à une aspiration d’air, par exemple réalisée par un ventilateur extérieur relié aux volumes intérieurs des tamis. Le débit d’air de l’aspiration est choisi en fonction du type de poudre. L’épaisseur de la couche de particules 3a, 3b sur le tamis 10 est de préférence entre 50 pm et1000 pm. Elle est déterminée notamment grâce à la position des deuxièmes racloirs 87a, 87b. L’épaisseur de la strate 35 peut être différente de l’épaisseur de la couche sur le tamis 10. En effet, les particules de la strate 35 peuvent s’étaler après déposition. Il est aussi possible de faire varier l’épaisseur de la strate 35 en variant la vitesse de rotation du tamis et/ou de translation de la structure d’impression tridimensionnelle 72.

[0115] Les tamis 10a, 10b se déplacent horizontalement dans une direction perpendiculaire à leur axe, de façon à parcourir la structure d’impression tridimensionnelle 72, tout en tournant sur eux-mêmes. De préférence, les vitesses de rotation et translation sont synchronisées pour que la vitesse relative du point le plus proche du tamis 10 et de la structure d’impression tridimensionnelle 72 soit nulle. Ainsi, les particules ne possèdent aucune vitesse tangentielle au tamis lors du transfert, ce qui permet un dépôt d'une plus grande précision. Les particules qui n’ont pas été déposées remontent vers les réservoirs 80a, 80b et peuvent être utilisées par la suite.

[0116] De préférence, une fois que la strate 35 est déposée, elle est uniformisée par le rouleau de compaction 141 , puis agglomérée par le moyen d'agglomération 75 de façon à intégrer la structure d’impression tridimensionnelle 72. La strate 35 suivante est alors déposée.

[0117] Il est possible que la strate 35 suivante soit déposée sur le chemin du retour par rapport à la strate qui vient d’être intégrée dans la structure d’impression tridimensionnelle 72. Par exemple, la déposition des strates (ainsi que la compaction et l’agglomération) peut se faire de droite à gauche, et de gauche à droite. Dans ce cas, il est préféré que le système comporte deux moyens d’uniformisation et deux moyens d'agglomération 75 comme illustré à la figure 16.

[0118] La figure 6 illustre une vue en coupe d’une partie d’un dispositif 1 pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 7 illustre une vue en coupe d’une partie d’un dispositif 1 pour manipuler des particules selon un mode de réalisation de l’invention. Dans le deuxième aspect de l’invention, le dispositif 1 ne comporte pas nécessairement de racloir, et s’il comprend un racloir, il ne comporte pas nécessairement un élément de soutien tel que décrit dans le présent document. Le dispositif 1 comprend un tamis 10 présentant une première surface 1 1 sur laquelle une structure 30 de particules peut se former. Le tamis est de préférence similaire à celui décrit en référence à l’une quelconque des figures 1 à 5. Le dispositif 1 comprend aussi soufflerie agencée pour souffler un gaz à travers le tamis 10 dans un réservoir 80 de particules. La soufflerie peut par exemple comprendre une buse de purge 91 située à l’opposé du réservoir 80 par rapport au tamis 10, ou une première zone 92 située à l’opposé du réservoir 80 par rapport au tamis 10 et en surpression par rapport au réservoir 80.

[0119] En d'autres termes, l'invention se rapporte à un dispositif 1 pour manipuler des particules. Le dispositif 1 comprend un tamis 10 en rotation sur lequel une structure 30 de particules peut être formée. Selon un premier aspect de l’invention, le dispositif 1 comprend au moins un racloir 86, 87 et au moins un élément de soutien 88, 89 soutenant le tamis 10 au niveau du racloir 86, 87. Selon un deuxième aspect de l’invention, le dispositif 1 comprend un réservoir 80 de particules et une soufflerie, située de préférence à l’intérieur du tamis 10 et sous le réservoir 80, et soufflant un gaz pour soulever les particules présentes dans le réservoir 80.

[0120] Les différents modes de réalisation et aspects de l’invention sont combinables avec le système décrit dans la demande de brevet internationale PCT/EP2017/071039.

[0121] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.