« Procédé et dispositif de fabrication additive par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage pour la fabrication de pièces en métal à très faible conductivité thermique » La présente invention concerne la fabrication additive de pièces tridimensionnelles et plus particulièrement un procédé et un dispositif de fabrication additive par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage pour la fabrication de pièces en métal à très faible conductivité thermique, le fil de soudage étant distinct de l'électrode et sensiblement parallèle à celle-ci, permettant la fusion du fil de soudage dans le bain de fusion ou à proximité de celui-ci.

Comme son nom l'indique, la fabrication additive de pièces tridimensionnelles repose sur un principe général d'apport de matière, les pièces étant construites couche par couche. Les technologies couramment mises en œuvre de fabrication additive reposent aujourd'hui sur la fusion ou le frittage d'une fine couche de poudres, typiquement de poudres métalliques, plastiques ou céramiques. Il existe des procédés sur lit de poudre et des procédés par projection de poudre. Ils sont adaptés à la production d'un nombre limité de pièces.

Bien que ces technologies aient fait leurs preuves, elles présentent néanmoins des inconvénients liés, notamment, aux coûts des moyens mis en œuvre pour effectuer la fusion ou le frittage, typiquement un faisceau d'électrons ou un faisceau laser, et à la dimension des pièces produites, généralement inférieures à quelques dizaines de centimètres, voire un mètre dans la dimension la plus grande.

Bien que nécessitant des traitements de finition, la fabrication additive basée sur des technologies de soudage, par exemple de soudage de type MIG-MAG {Métal Inert Gas - Métal Active Gas) ou TIG { Tungsten Inert Gas) où le fil de soudage permet l'apport de matière pour fabriquer une pièce, autorise la fabrication de pièces de grandes dimensions avec un matériel souvent moins onéreux. Cette technologie permet la fabrication de pièces dans un grand nombre de métaux parmi lesquels l'aluminium, l'acier, l'acier inoxydable ou encore le titane.

La figure 1 illustre schématiquement un exemple de dispositif de fabrication additive par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage.

Comme illustré, une pièce tridimensionnelle 100 est fabriquée par dépôts successifs de couches génériquement référencées 105. La première couche est déposée sur un support 1 10 tandis qu'une couche suivante est déposée sur une couche précédente. Le matériau du support 100 est généralement le même que celui du fil d'apport de telle sorte que la pièce finale résulte de la combinaison d'au moins une partie du support et des couches rapportées.

Selon l'exemple illustré sur la figure 1 , l'apport de matériau est effectué par soudage à l'aide d'une torche MIG 1 15. Celle-ci comprend un tube contact pour guider le fil de soudage 120 et une buse canalisant un gaz inerte prévenant toute oxydation lors du soudage. Elle peut également comprendre un mécanisme d'entraînement du fil de soudage, par exemple un mécanisme à galets d'entraînement. Le fil de soudage 120 joue ici le rôle d'électrode pour la production d'un arc électrique permettant la fusion d'une partie de la surface du support 1 10 et de l'extrémité du fil de soudage. La torche 1 15 est reliée à un générateur électrique (non représenté) qui fournit le courant électrique requis pour déclencher et maintenir l'arc nécessaire au soudage.

La position de la torche 1 15 est contrôlée par un bras robotisé 125, par exemple un bras à 5 ou 6 degrés de liberté, lui-même contrôlé par un logiciel de commande exécuté par un calculateur (non représenté).

Selon l'exemple présenté, la torche 1 15 a un mouvement circulaire autour d'un axe vertical et, à chaque révolution, un mouvement d'élévation, pour permettre un nouveau dépôt en suivant le dépôt précédent.

L'objet 100 est, par exemple, réalisé en acier.

Cependant, alors que cette technologie est facilement accessible, sa mise en œuvre s'avère souvent délicate du fait, notamment, de échauffement de la pièce qui peut conduire à des déformations et à des effondrements du bain de fusion.

Par ailleurs, elle n'est pas adaptée à certains matériaux tels que le titane ou des alliages à base de fer, nickel et chrome, notamment les alliages connus sous les noms Inconel 600, Inconel 625 et Inconel 718 (Inconel est une marque), offrant une très grande résistance thermique et/ou électrique. En effet, pour ces matériaux, les résultats obtenus ne sont généralement pas satisfaisants en termes de tenue mécanique.

Il existe donc un besoin pour améliorer les procédés et dispositifs de fabrication additive par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage, pour la fabrication de pièces tridimensionnelles en matériaux offrant une très faible conductivité thermique, notamment en titane et en alliage à base de fer, nickel et chrome.

L'invention permet de résoudre au moins un des problèmes exposés précédemment.

L'invention a ainsi pour objet un procédé de fabrication additive d'une pièce en métal ayant une conductivité thermique inférieure à 25 W.m ^"1 .k ^"1 , par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage, par dépôt successif de couches de métal, à l'aide d'un dispositif comprenant une torche de soudage mobile pourvue d'une électrode infusible et d'un tube contact configuré pour guider le fil de soudage, ce procédé comprenant les étapes suivantes,

- fourniture d'un courant électrique à l'électrode pour provoquer et maintenir un arc électrique entre l'électrode et la pièce en cours de fabrication, permettant la formation d'un bain de fusion en un point de surface de la pièce en cours de fabrication ;

- apport du fil de soudage, par l'intermédiaire du tube contact, à destination du point de surface de la pièce en cours de fabrication comprenant le bain de fusion ; et

- fusion partielle du fil de soudage au contact du bain de fusion, le bain de fusion étant protégé par un gaz d'inertage. Le procédé selon l'invention permet ainsi la fabrication à faible coût de pièces en métaux ayant une très faible conductivité thermique. Le gaz d'inertage protège en outre, de préférence, la pièce en cours de fabrication, notamment lorsqu'elle est portée à une température élevée, par exemple une température supérieure à 300 °C.

De façon avantageuse, le dispositif comprend un générateur électrique, l'étape de fourniture d'un courant électrique à l'électrode comprenant une étape de fourniture d'un courant électrique puisé à l'électrode pour améliorer la qualité et/ou la régularité de l'apport de matière et limiter des déformations de la pièce.

De façon avantageuse, le dispositif comprend en outre un mécanisme d'entraînement du fil de soudage configuré pour réguler l'avance du fil de soudage, le procédé comprenant une étape de déplacement du fil soudage.

De façon avantageuse, le dispositif comprend des moyens de contrôle d'apport du fil de soudage, le fil de soudage étant apporté de façon discontinue et synchronisée au courant puisé pour améliorer la qualité et/ou la régularité de l'apport de matière.

Selon des modes de réalisation, la torche est déplacée de façon continue durant un dépôt d'au moins une partie d'une couche.

De façon avantageuse, le procédé comprend en outre une étape de régulation thermique de la pièce en cours de fabrication pour limiter des déformations de la pièce.

De façon avantageuse, le tube contact est configuré pour amener le fil de soudage selon une direction sensiblement parallèle à l'électrode pour faciliter la fusion du fil de soudage dans le bain de fusion.

De façon avantageuse, le procédé comprend en outre une étape de dépôt ponctuel de matière en au moins un point d'affaissement en début et/ou fin de dépôt d'au moins une partie de couche.

L'invention a également pour objet un dispositif de fabrication additive d'une pièce en métal ayant une conductivité thermique inférieure à 25 W.m ^"1 .k ^"1 , par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage, par dépôt successif de couches de métal, le dispositif comprenant

- une torche de soudage mobile pourvue d'une électrode infusible et d'un tube contact configuré pour guider le fil de soudage ;

- une enceinte d'inertage comprenant la torche de soudage, configurée pour permettre la fabrication de la pièce dans l'enceinte ;

- un bras mobile commandé supportant la torche de soudage et configuré pour déplacer la torche de soudage ; et

- un générateur de courant électrique relié à l'électrode, configuré pour provoquer et maintenir un arc électrique entre l'électrode et la pièce en cours de fabrication, permettant la formation d'un bain de fusion en un point de surface de la pièce en cours de fabrication et permettant une fusion d'une partie du fil de soudage au contact du bain de fusion, le tube contact étant configuré pour amener le fil de soudage à destination du point de surface de la pièce en cours de fabrication comprenant le bain de fusion.

Le dispositif selon l'invention permet ainsi la fabrication à faible coût de pièces en métaux ayant une très faible conductivité thermique.

De façon avantageuse, le dispositif comprend en outre un mécanisme d'entraînement du fil de soudage configuré pour réguler l'avance du fil de soudage.

De façon avantageuse, le tube contact est configuré pour amener le fil de soudage selon une direction sensiblement parallèle à l'électrode pour faciliter la fusion du fil de soudage dans le bain de fusion.

De façon avantageuse, la torche comprend en outre une buse pour délivrer un gaz d'inertage autour de l'électrode afin de limiter les risques d'oxydation et/ou de pollution durant un apport de matière et améliorer les qualités mécaniques de la pièce fabriquée.

De façon avantageuse, le dispositif comprend en outre une table de support, la table de support comprenant des moyens de régulation thermique pour contrôler la température de la pièce en cours de fabrication et limiter les risques de déformation de la pièce fabriquée. De façon avantageuse, la table de support est mobile en rotation selon au moins un axe afin de faciliter la fabrication de pièces à géométrie complexe.

De façon avantageuse, le dispositif comprend en outre des moyens de renouvellement de l'atmosphère de l'enceinte d'inertage, les moyens de renouvellement de l'atmosphère de l'enceinte d'inertage comprenant des moyens de régulation de la température de l'enceinte d'inertage par régulation de la température du gaz introduit dans l'enceinte d'inertage afin de limiter les risques de déformation de la pièce fabriquée.

D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 illustre schématiquement un exemple de dispositif de fabrication additive par soudage à l'arc robotisé avec apport de matière par fil de soudage ;

- la figure 2, comprenant les figures 2a et 2b, illustre deux exemples de torches de soudage pouvant être utilisées pour mettre en œuvre l'invention ;

- la figure 3 illustre la mise en œuvre de la torche de soudage illustrée sur la figure 2a pour la fabrication additive d'une pièce en métal ayant une très faible conductivité thermique ;

- la figure 4 illustre un exemple de variation d'intensité d'un courant puisé appliqué à une électrode de soudage et un exemple de variation d'avancement d'un fil de soudage ;

- la figure 5, comprenant les figures 5a à 5e, illustre des étapes d'apport de métal à très faible conductivité thermique par fusion du fil de soudage dans le bain de fusion, pour la fabrication additive d'une pièce ;

- la figure 6 illustre un premier exemple de dispositif pour la fabrication additive d'une pièce en matériau ayant une très faible conductivité thermique ;

- la figure 7 illustre un exemple des mouvements possibles d'une table de support d'une pièce en cours de fabrication ; - la figure 8 illustre un second exemple de dispositif pour la fabrication additive d'une pièce en matériau ayant une très faible conductivité thermique ;

- la figure 9 illustre un exemple d'un dispositif de traitement d'informations adapté à mettre en œuvre, au moins partiellement, un mode de réalisation de l'invention.

De façon générale, l'invention a pour objet la fabrication additive par soudage à l'arc robotisé, le dépôt de matière étant effectué à l'aide d'une torche permettant la fusion d'un fil de soudage amené, de préférence, sensiblement parallèlement à une électrode non fusible, par exemple une électrode en tungstène, le fil de soudage entrant en fusion au contact du bain de fusion provoqué par l'arc électrique entre l'électrode et la pièce en cours de fabrication ou à proximité de ce bain de fusion.

Selon des modes de réalisation particuliers, l'invention permet la fabrication additive de matériaux ayant une très faible conductivité thermique (ou très forte résistance thermique), par exemple une conductivité thermique inférieure à 25 W.m ^"1 .k ^"1 , par exemple encore une conductivité thermique comprise entre 10 W.m ^"1 .k ^"1 et 25 W.m ^"1 .k ^"1 . A titre d'illustration, un tel matériau est le titane ayant une conductivité thermique d'environ 21 W.m ^"1 .k ^"1 , l'Inconel 600 ayant une conductivité thermique d'environ 14,8 W.m ^"1 .k ^"1 , l'Inconel 625 ayant une conductivité thermique d'environ 9,8 W.m ^"1 .k ^"1 , l'Inconel 718 ayant une conductivité thermique d'environ 1 1 ,2 W.m ^"1 .k ^"1 ou un assemblage de tels matériaux (Inconel est une marque).

La figure 2, comprenant les figures 2a et 2b, illustre deux exemples de torches de soudage pouvant être utilisées pour mettre en œuvre l'invention.

Comme illustré sur la figure 2a, la torche de soudage 200 comprend ici un support de torche 205, un corps de torche 210 auquel est fixé une électrode infusible 215, par exemple une électrode en tungstène, et une buse 220 permettant de délivrer un gaz d'inertage (représenté par les flèches en trait pointillé).

La torche 200 comprend également un tube contact 225 pour guider un fil de soudage 230, de préférence selon une direction sensiblement parallèle à l'électrode 215 ou, plus généralement, selon une direction formant un angle avec celle de l'électrode 215 compris entre environ 0° et 35° par exemple entre 15° et 25°, par exemple encore un angle d'environ 20°.

Le tube contact est, de préférence, arrangé pour déboucher à l'intérieur de la buse 220 de telle sorte que le fil de soudage soit proche de l'électrode de soudage 215. A titre d'illustration, le fil de soudage se situe, au niveau de l'extrémité inférieure de l'électrode de soudage, à une distance de celle-ci comprise entre 1 et 10 mm, par exemple environ 5 mm.

Comme décrit ci-après, un tel arrangement permet d'amener le fil de soudage au contact du bain de fusion ou à proximité de celui-ci.

Le tube contact 225 est avantageusement associé à un mécanisme d'entraînement (non représenté) pour contrôler l'avance du fil de soudage. Il s'agit par exemple d'un mécanisme à galets d'entraînement. Ce mécanisme d'entraînement du fil de soudage peut opérer seul ou en combinaison avec un autre mécanisme similaire installé, par exemple, sur un bras robotisé auquel est fixée la torche de soudage ou dans un générateur électrique délivrant le courant nécessaire à la production de l'arc électrique permettant le dépôt de matière.

Comme décrit ci-dessous, ce mécanisme de contrôle (ou de gestion) de l'avance du fil de soudage peut être synchronisé avec un signal électrique de contrôle de l'arc de soudage afin d'asservir l'apport de métal (i.e. l'avancé du fil de soudage) à des caractéristiques de l'arc électrique, par exemple sa température.

La torche de soudage 200' illustrée sur la figure 2b est similaire à la torche de soudage 200 illustrée sur la figure 2a mais ne comprend pas de buse pour délivrer un gaz d'inertage.

La torche 200' comprend également un tube contact 225' pour guider un fil de soudage 230', de préférence selon une direction sensiblement parallèle à l'électrode 215' ou, plus généralement, selon une direction formant un angle avec l'électrode 215' compris entre environ 0 et 35° par exemple environ 20° permettant d'amener le fil de soudage au contact du bain de fusion ou à proximité de celui-ci. A nouveau, le tube contact 225' est avantageusement associé à un mécanisme d'entraînement (non représenté) pour contrôler l'avance du fil de soudage, ce mécanisme pouvant opérer seul ou en combinaison avec un autre mécanisme similaire.

Dans un souci de clarté, il est considéré, dans la suite de la description, une mise en œuvre basée sur la torche de soudage illustrée en figure 2a. Cependant, il doit être compris que la torche de soudage illustrée sur la figure 2b ou toute autre torche de soudage équivalente peut également être utilisée.

La figure 3 illustre la mise en œuvre d'une torche de soudage similaire à celle illustrée sur la figure 2a, pour la fabrication additive d'une pièce en matériau ayant une très faible conductivité thermique.

A titre d'illustration, il est considéré ici que la pièce 300 en cours de fabrication comprend un support 305 et une première couche 310 en cours de réalisation. Le support 305 et la couche 310 sont typiquement formés dans le même matériau, par exemple du titane. Selon certains modes de réalisation, au moins une partie du support 305 appartient à la pièce fabriquée après finition.

Comme illustré, lorsque la torche de soudage 200 est utilisée et qu'un courant est appliqué entre l'électrode 215 et la pièce 300 en cours de fabrication, un arc électrique 315 se forme entre l'électrode 215 et la partie de la pièce 300 la plus proche de l'électrode 215. L'arc électrique ainsi formé chauffe la partie supérieure de la pièce 300 la plus proche de l'électrode 215, formant un bain de fusion 320.

Selon des modes de réalisation particuliers, l'angle entre l'électrode 215 et une normale à la surface sur laquelle un dépôt doit être effectué est compris entre 0° et 25°. Sa valeur est, par exemple, choisie entre 0° et 5°.

Il est noté que le fil de soudage 230 n'étant pas situé dans la partie la plus chaude de l'arc électrique 315, il ne fond pas. En effet, il ne fond que lorsqu'il entre en contact avec le bain de fusion ou lorsqu'il est très proche de ce dernier, comme décrit ci-dessous en référence à la figure 5.

Selon des modes de réalisation particuliers, le courant électrique appliqué à l'électrode 215 est un courant puisé permettant d'alterner des temps chauds et des temps froids afin de permettre une fusion assurant des propriétés mécaniques recherchées tout en limitant échauffement de la pièce en cours de fabrication.

Toujours selon des modes de réalisation particuliers, l'avancement du fil de soudage est synchronisé avec les pulsations du courant appliqué à l'électrode utilisée pour former l'arc électrique de telle sorte que le fil de soudage avance lorsque le bain de fusion permet la fusion du fil de soudage et n'avance pas lors des périodes de refroidissement de la pièce en cours de fabrication. Du fait du temps nécessaire au chauffage de la pièce en cours de fabrication, permettant d'amener le bain de fusion à la température requise, il peut exister un temps de latence entre l'application d'un courant correspondant à un temps chaud et l'avancement du fil de soudage. En d'autres termes, l'avancement du fil de soudage peut être déphasé par rapport au courant puisé appliqué à l'électrode de soudage.

La figure 4 illustre un exemple de variation de l'intensité d'un courant puisé appliqué à une électrode de soudage et un exemple de variation d'avancement d'un fil de soudage.

Comme illustré sur le graphe supérieur de la figure 4, le courant puisé appliqué à l'électrode de soudage varie ici d'une intensité notée If associée à un temps froid à une intensité notée le associée à un temps chaud. A titre d'illustration, l'intensité If peut être égale à environ 200A tandis que l'intensité If peut être égale à environ 100A. D'autres intensités peuvent bien sûr être utilisées, notamment selon la nature du fil de soudage et son diamètre.

Toujours à titre d'illustration, chaque cycle d'intensité correspondant au temps chaud, noté Ce, représente entre 10 et 50% d'un cycle total noté Ct, par exemple environ 20% d'un cycle total noté Ct.

La fréquence du courant puisé est, de préférence, comprise entre 1 et 20Hz. Elle est, par exemple, égale à environ 5Hz.

Comme illustré sur le graphe inférieur de la figure 4, la vitesse d'avancement du fil de soudage varie ici d'une vitesse notée Vf associée à un temps froid à une vitesse notée Vc associée à un temps chaud. La vitesse Vf peut être nulle ou négative (correspondant alors à un retrait). La fréquence de cadencement d'avance du fil de soudage est, de préférence, identique à celle du courant puisé appliqué à l'électrode de soudage. Cependant, le cycle d'avancement correspondant au temps chaud, noté CAc, peut être plus court, égal ou plus long que le cycle d'intensité le correspondant au temps chaud. Par ailleurs, comme observé ci-dessus, un temps de latence ou déphasage noté Δΐ est, de préférence, appliqué pour permettre au bain de fusion de chauffer avant que le fil de soudage n'entre en contact avec celui-ci.

La figure 5, comprenant les figures 5a à 5e, illustre des étapes d'apport de métal à très faible conductivité thermique par fusion du fil de soudage dans le bain de fusion ou à proximité de celui-ci, pour la fabrication additive d'une pièce 300.

Les étapes visées ici ont pour objet l'apport de métal pour la formation d'une troisième couche, référencée 310-3, sur une deuxième couche référencée 310-2 elle-même déposée sur une première couche référencée 310- 1 qui a été déposée sur un support 305.

Comme illustré sur la figure 5a, un arc électrique 315 est maintenu entre l'électrode 215 et la pièce 300, plus précisément entre l'électrode 215 et la surface de la seconde couche 310-2 sur laquelle est déposée une nouvelle couche.

Il est supposé ici que l'intensité du courant appliqué à l'électrode 215 est, durant l'étape illustrée sur la figure 5a, une intensité correspondant à un début de temps chaud, permettant l'élévation de la température du bain de fusion 320.

Dans une étape suivante, illustrée sur la figure 5b, le fil de soudage avance pour venir en contact du bain de fusion ou à proximité de ce dernier.

Lorsque le fil de soudage est en contact avec le bain de fusion ou qu'il se trouve à proximité de ce dernier, par exemple à moins de 5mm, sa partie inférieure, notée 500, entre en fusion et, comme illustré sur la figure 5c, tombe sur la pièce 300 en cours de fabrication, dans le bain de fusion, pour venir former le dépôt noté 505. Combiné à une baisse d'intensité du courant appliqué à l'électrode de soudage, correspondant à un temps froid, le dépôt de la partie inférieure du fil de soudage vient refroidir le bain de fusion, l'apport correspondant à cette partie inférieure du fil de soudage venant ainsi se figer avant de s'étaler de façon excessive, comme illustré sur la figure 5d.

Comme illustré sur la figure 5e, similaire à la figure 5a, le processus se poursuit avec un nouveau temps chaud durant lequel l'intensité du courant appliqué à l'électrode de soudage est augmentée pour recréer un bain de fusion au contact ou à proximité duquel le fil de soudage pourra entrer en fusion afin d'effectuer un nouvel apport de métal.

Il convient de noter ici que le fil de soudage peut commencer son mouvement vers le bain de fusion dès que l'intensité du courant appliqué à l'électrode de soudage est augmentée, voire avant, en fonction de la longueur de la partie fondue, de telle sorte que l'extrémité inférieure du fil de soudage soit en contact avec le bain de fusion ou à proximité de ce dernier lorsqu'il atteint une température permettant l'apport de métal.

Selon des modes de réalisation particuliers, la torche de soudage avance indépendamment des pulsations du courant appliqué à l'électrode de soudage, c'est-à-dire de façon continue ou quasi continue le long du chemin sur lequel un dépôt doit être effectué (étant observé que le dépôt peut être arrêté temporairement selon les formes de la pièce à fabriquer).

Toujours selon des modes de réalisation particuliers, un dépôt ponctuel de matière est effectué en début et/ou en fin de trajectoire de dépôt pour compenser l'affaissement résultant du procédé de dépôt de matière.

Le métal déposé le long d'une trajectoire lors d'un passage de la torche de soudure mesure environ 1 mm de haut et 5mm de large.

La figure 6 illustre un premier exemple de dispositif pour la fabrication additive d'une pièce en matériau ayant une très faible conductivité thermique.

Comme illustré, le dispositif 600 comprend une enceinte fermée 602, de préférence étanche ou quasi étanche, permettant l'établissement d'une surpression de l'intérieur de la cavité par rapport à l'extérieur, par exemple une surpression comprise entre 2 et 10%, de telle sorte que l'air extérieur ne puisse pas entrer dans l'enceinte 602 et polluer son atmosphère.

L'enceinte 602 est remplie d'un gaz inerte, par exemple d'argon ou un mélange à base d'argon. Lorsque ce gaz est de l'argon pur, sa pureté est, de préférence, égale ou supérieure à 99,999% (en volume). Il s'agit, par exemple, du gaz commercialisé par la société Air Liquide sous la marque Alphagaz 1 Argon dont la pureté est supérieure à 99,999% (en volume) ou du gaz commercialisé par la société Messer sous la dénomination Argon 6.0 dont la pureté est supérieure à 99,9999% (en volume).

Selon des modes de réalisation particuliers, un système d'alimentation en gaz est configuré pour maintenir une pression constante dans l'enceinte 602. Ce système peut en outre comprendre des moyens de recyclage pour filtrer l'atmosphère de l'enceinte 602, notamment filtrer l'oxygène qui serait présent dans cette atmosphère ou des fumées résultant de combustions liées à la soudure, par exemple des fumées d'huile.

Toujours selon des modes de réalisation particuliers, le système d'alimentation en gaz peut modifier la température du gaz injecté dans l'enceinte 602 et, le cas échéant, transmis à la torche de soudage, pour contrôler la température de l'atmosphère de cette enceinte et celle de la pièce en cours de fabrication.

Outre un système d'alimentation en gaz inerte, le dispositif 600 comprend un générateur électrique et, de préférence, un régulateur de température. Ces éléments peuvent être combinés dans un même ensemble, ici l'ensemble 604, ou être indépendants.

A titre d'illustration, l'ensemble 604 comprend une canalisation d'alimentation en gaz 606 et une canalisation d'aspiration de gaz 608.

Toujours à titre d'illustration et selon un mode de réalisation particulier, la canalisation d'alimentation en gaz diffuse du gaz à proximité de la torche de soudage et alimente en gaz la torche de soudage, par exemple via le bras robotisé supportant la torche de soudage, pour permettre à cette dernière de délivrer du gaz autour de l'électrode de soudage. Ce double apport en gaz inerte permet de réduire un risque d'oxydation lors de l'apport de métal par fusion.

Il est observé ici que si le gaz inerte doit protéger le bain de fusion pour limiter les risques d'oxydation, il protège en outre, de préférence, la pièce en cours de fabrication, notamment lorsqu'elle est portée à une température élevée, par exemple une température supérieure à 300 °C.

Dans l'exemple illustré sur la figure 6, l'ensemble 604 comprend en outre une canalisation d'alimentation 610 en fluide calorifique, par exemple en huile ou en glycol, ainsi qu'une canalisation de retour 612 de ce fluide calorifique. Ce dernier permet de chauffer ou refroidir, directement ou indirectement, par exemple par contact, une pièce en cours de fabrication.

L'ensemble 604 fourni en outre, ici, le courant électrique utilisé pour former l'arc électrique nécessaire à l'apport de métal pour la fabrication de la pièce 300. Selon l'exemple illustré sur la figure 6, ce courant est transmis via un câble 614 à la torche de soudage (ce câble passant ici par le bras robotisé supportant cette dernière).

Dans l'exemple illustré sur la figure 6, l'enceinte 602 comprend une table de support 616 pour maintenir le support 305 utilisé pour fabriquer la pièce 300. Le support 300 est maintenu, par exemple, à l'aide de boulons, de pinces ou de tout autre système de fixation génériquement référencés 618. Un maintien ferme du support 305 permet de contrôler sa position et d'éviter une déformation de celui-ci du fait de la chaleur liée aux opérations de soudage.

Selon des modes de réalisation particuliers, la table de support 616 comprend des moyens de régulation thermique, par exemple une plaque 620 dans laquelle peut circuler un fluide calorifique, ici celui apporté par la canalisation 610, pour contrôler la température du support 305 par échange thermique.

L'enceinte 602 comprend en outre une torche de soudage 200 montée sur un bras robotisé 622 lui-même monté sur un support 624 contrôlant les mouvements du bras de façon autonome ou sous la supervision d'un ordinateur 626. Le bras robotisé 622 est, par exemple, un bras à 5 ou 6 degrés de liberté. Combiné, le cas échéant, aux mouvements de la table de support 616, il permet un dépôt de métal sur un support le long d'une trajectoire quasi quelconque.

Comme illustré sur la figure 7, la table de support 616 est, de préférence, orientable selon un, deux ou trois axes pour faciliter le dépôt de métal dans certaines configurations.

La figure 8 illustre un second exemple de dispositif pour la fabrication additive d'une pièce en matériau ayant une très faible conductivité thermique. Ce dispositif diffère de celui représenté sur la figure 6 en ce que l'enceinte dans laquelle est fabriquée la pièce, comprenant une atmosphère inerte, ne comprend pas l'intégralité du bras robotisé supportant la torche de soudage ni, ici, de la table de support de la pièce. Un tel arrangement permet notamment de limiter les risques de pollution de l'atmosphère inerte (par exemple par l'huile pouvant être utilisée pour contrôler les mouvements du bras robotisé).

Comme illustré, l'enceinte 602' comprend essentiellement la pièce en cours de fabrication et la torche de soudage.

La figure 9 illustre un exemple de dispositif pouvant être utilisé pour mettre en œuvre, au moins partiellement, un mode de réalisation. Il peut correspondre au dispositif 626 illustré sur la figure 6 ou à un élément du support 624 si celui peut contrôler le bras robotisé 622 de façon autonome. Un tel dispositif peut également être utilisé pour contrôler les caractéristiques du courant appliqué à l'électrode de soudage et/ou pour contrôler l'avance du fil de soudage.

Le dispositif 900 est par exemple un ordinateur ou un calculateur. Il comporte de préférence un bus de communication 902 auquel sont reliés :

- une unité centrale de traitement ou microprocesseur 904 (CPU, sigle de Central Processing Unit en terminologie anglo-saxonne) ;

- une mémoire morte 906 (ROM, acronyme de Read Only Memory en terminologie anglo-saxonne) pouvant comporter le système d'exploitation et des programmes tels que "Prog" ;

- une mémoire vive ou mémoire cache 908 (RAM, acronyme de Random Access Memory en terminologie anglo-saxonne) comportant des registres adaptés à enregistrer des variables et paramètres créés et modifiés au cours de l'exécution des programmes précités ;

- un lecteur 910 de support amovible de stockage 912 tel qu'une carte mémoire ou un disque, par exemple un disque DVD ; et

- une carte graphique 914 reliée à un écran 916.

Optionnellement, le dispositif 900 peut également disposer des éléments suivants :

- un disque dur 920 pouvant comporter les programmes "Prog" précités et des données traitées ou à traiter ;

- un clavier 922 et une souris 924 ou tout autre dispositif de pointage comme un crayon optique, un écran tactile ou une télécommande permettant à l'utilisateur d'interagir avec les programmes précités ; et

- une interface de communication 926 reliée à un réseau de communication distribué 928, par exemple un réseau de communication sans fil et/ou un réseau de communication local, l'interface étant apte à transmettre et à recevoir des données.

Le bus de communication permet la communication et l'interopérabilité entre les différents éléments inclus dans le dispositif 900 ou reliés à lui. La représentation du bus n'est pas limitative et, notamment, l'unité centrale est susceptible de communiquer des instructions à tout élément du dispositif 900 directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du dispositif

900.

Le code exécutable de chaque programme permettant à l'appareil programmable de mettre en œuvre l'invention peut être stocké, par exemple, dans le disque dur 920 ou en mémoire morte 906.

Selon une variante, le code exécutable des programmes pourra être reçu par l'intermédiaire du réseau de communication 928, via l'interface 926, pour être stocké de façon identique à celle décrite précédemment.

De manière plus générale, le ou les programmes pourront être chargés dans un des moyens de stockage du dispositif 900 avant d'être exécutés. L'unité centrale 904 va commander et diriger l'exécution des instructions ou portions de code logiciel du ou des programmes précités, instructions qui sont stockées dans le disque dur 920 ou dans la mémoire morte 906 ou bien dans les autres éléments de stockage précités. Lors de la mise sous tension, le ou les programmes qui sont stockés dans une mémoire non volatile, par exemple le disque dur 920 ou la mémoire morte 906, sont transférés dans la mémoire vive 908 qui contient alors le code exécutable du ou des programmes précités, ainsi que des registres pour mémoriser les variables et paramètres nécessaires à la mise en œuvre de l'invention.

En particulier, les programmes précités peuvent avoir pour objet de contrôler la trajectoire de la torche de soudure, le dépôt de métal d'apport et/ou la rotation de la table de support afin de contrôler la forme de la pièce à fabriquer

Naturellement, pour satisfaire des besoins spécifiques, une personne compétente dans le domaine de l'invention pourra appliquer des modifications dans la description précédente. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites, d'autres variantes et combinaisons de caractéristiques sont possibles.

Dans les revendications, le terme « comporter » n'exclut pas d'autres éléments ou d'autres étapes. L'article indéfini « un » n'exclut pas le pluriel. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes n'exclut pas, en effet, la possibilité de les combiner. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l'invention.