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Title:
METHOD FOR PRODUCING A THREE-DIMENSIONAL OBJECT BY SOLIDIFYING POWDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/181247
Kind Code:
A1
Abstract:
This production method, which cleverly combines quality and productivity, comprises a layering step, during which powder (P) is formed into a layer (C1 to C7), and a solidifying step, during which a laser beam scans and solidifies a portion (C1.O to C7.O) of the prepared layer of powder after the layering step, said solidified portion corresponding to a two-dimensional section of the object (1) to be produced, the layering step and then the solidifying step being repeated one after the other, by superposing the layers of powder until the object, which consists of the solidified layer portions, is obtained. The method further comprises a preparatory step, which is implemented before the layering and solidifying steps, and which involves determining a set of digitised superposed sections from a digital definition of the object to be produced, which correspond respectively to the solidified layer portions to be obtained, successively, through repetition of the layering and solidifying steps. The preparatory step involves identifying, from the set of sections, one or more so-called risk sections, each risk section being predisposed such that at least one so-called predictable fault (D) appears in the solidified layer portion corresponding to the risk section. The method further comprises at least one fault correction step, which is implemented both after the or each solidifying step following which the solidified layer portion corresponds to the or one of the risk sections, and before the layering step that follows said solidifying step, and during which a grinding tool (20) corrects the predictable fault in the solidified layer portion corresponding to said risk section.

Inventors:
TEULET PATRICK (FR)
Application Number:
PCT/EP2015/061740
Publication Date:
December 03, 2015
Filing Date:
May 27, 2015
Export Citation:
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Assignee:
PHENIX SYSTEMS (FR)
International Classes:
B22F3/105; B29C67/00
Foreign References:
US20060208396A12006-09-21
US20130277891A12013-10-24
FR2984779A12013-06-28
Attorney, Agent or Firm:
GRAND, Guillaume et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . - Procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel (1 ) par solidification de poudre, lequel procédé comprend :

- une étape de mise en couche au cours de laquelle de la poudre (P) est mise sous forme d'une couche (C1 à C7 ; CN ; CN' ; C101 à C103 ; C103'), et

- une étape de solidification au cours de laquelle un faisceau laser (19A, 19B ; 19) balaye et solidifie une partie (C1 .0 à C7.0 ; CN.O ; CN'.O ; C101 .O à C103.O ; C103'.O) de la couche de poudre préparée à l'issue de l'étape de mise en couche, cette partie solidifiée correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer (1 ), procédé dans lequel l'étape de mise en couche puis l'étape de solidification sont répétées l'une après l'autre, en superposant les couches de poudre, jusqu'à obtenir l'objet qui est constitué des parties de couche solidifiées,

lequel procédé comprend en outre une étape préparatoire, qui est mise en œuvre avant les étapes de mise en couche et de solidification, et au cours de laquelle on détermine un ensemble de sections superposées numérisées à partir d'une définition numérique de l'objet à fabriquer, qui correspondent respectivement aux parties de couche solidifiées à successivement obtenir lors de la répétition des étapes de mise en couche et de solidification ,

caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie, parmi l'ensemble des sections, une ou plusieurs sections dites à risque, chaque section à risque étant prédisposée à ce qu'au moins un défaut (D), dit prévisible, apparaisse dans la partie de couche solidifiée correspondant à la section à risque,

et en ce que le procédé comprend en outre au moins une étape de correction de défaut :

- qui est mise en œuvre, à la fois, après la ou chaque étape de solidification à l'issue de laquelle la partie de couche solidifiée correspond à la ou l'une des sections à risque, et avant l'étape de mise en couche qui suit cette étape de solidification, et

- au cours de laquelle un outil de rectification (20) corrige le défaut prévisible (D) de la partie de couche solidifiée correspondant à cette section à risque.

2. - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des sections à risque comme étant une section dite à zones multi-épaisseur juxtaposées, qui correspond à une partie solidifiée (C6.0) d'une couche de poudre (C6), dite supérieure, recouvrant une couche de poudre (C5), dite inférieure, laquelle partie de couche solidifiée (C6.0) de la couche supérieure (C6) incluant deux fractions juxtaposées dont l'une (C6.0.1 ) est solidifiée par balayage laser alors qu'elle recouvre une fraction déjà solidifiée (C5.0.1 ) de la couche inférieure (C5) tandis que l'autre fraction (C6.0.2) est à solidifier par balayage laser conjointement avec une fraction non encore solidifiée (C5.0.2) de la couche inférieure (C5).

3. - Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des sections à risque comme étant une section dite à grande aire relative, qui correspond à une partie de couche solidifiée (CN.O ; CN'.O) qui, en projection sur un plan géométrique horizontal, présente une aire valant au moins X % de la somme de cette aire de la partie de couche solidifiée et d'une aire d'une partie de couche non solidifiée (CN.P ; CN'.P) majoritairement bordée par la partie de couche solidifiée, X étant strictement inférieur à 100.

4. - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des sections à risque comme étant la dernière de plusieurs sections à grande aire relative.

5. - Procédé suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, la section à grande aire relative est identifiée comme étant à risque lorsque X est inférieur ou égal à 50.

6. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des couches à risque comme étant une section dite à contre-dépouille, qui correspond à une partie solidifiée (C103.O) d'une couche de poudre (C103), dite supérieure, recouvrant une couche de poudre (C102), dite inférieure, laquelle partie de couche solidifiée de la couche supérieure incluant un surplomb sur de la poudre non solidifiée de la couche inférieure.

7. - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, la section à contre-dépouille est identifiée comme étant à risque en fonction d'au moins un critère parmi :

- la distribution granulométrique de la poudre,

- la composition chimique de la poudre,

- l'épaisseur de la couche de poudre correspondante, et

- l'angle formé, par rapport à un plan géométrique horizontal, par le surplomb de la partie solidifiée de la couche supérieure associée.

8. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de correction de défaut, l'outil de rectification (20) est appliqué sur la surface supérieure de la partie de couche solidifiée et y corrige le défaut prévisible (D) par enlèvement de matière.

9. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de chaque étape de mise en couche, on déplace un piston (14) de support de la poudre mise en couche, et en ce que, au cours de l'étape de correction, le piston est déplacé de manière coordonnée à l'actionnement de l'outil de rectification (20).

10. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de rectification (20) est une fraise ou une meule.

1 1 . - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours des étapes de mise en couche, on contrôle la partie de couche solidifiée (C103'.O) obtenue à l'issue de l'étape de solidification qui a précédé l'étape de mise en couche en cours, pour y détecter un défaut dit imprévisible (d), et, en cas de détection d'un tel défaut imprévisible (d), on interrompt l'étape de mise en couche en cours puis on utilise l'outil de rectification (20) pour corriger ce défaut imprévisible, puis on met en œuvre une nouvelle fois l'étape de mise en couche.

12. - Procédé suivant la revendication 1 1 , caractérisé en ce que, pour mettre en œuvre chaque étape de mise en couche, on utilise un rouleau d'étalement (16), qui est entraîné simultanément en rotation sur lui-même autour d'un axe central (Y16) du rouleau et en translation perpendiculairement à cet axe de manière à étaler la poudre (P) à mettre en couche, et dont on mesure au moins un paramètre du comportement cinématique de manière à détecter le défaut imprévisible (d) par observation d'une variation de ce paramètre.

13. - Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'outil de rectification (20) et le rouleau d'étalement (16) sont commandés par des moyens communs d'actionnement sélectif de cet outil de rectification et de ce rouleau d'étalement.

14. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches de poudre présentent sensiblement la même épaisseur.

Description:
PROCEDE DE FABRICATION D'UN OBJET TRIDIMENSIONNEL

PAR SOLIDIFICATION DE POUDRE

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel par solidification de poudre.

Dans le domaine de la fabrication d'objets tridimensionnels, il est connu de réaliser de tels objets par solidification, à l'aide d'un laser, de couches de poudre successivement superposées : une matière pulvérulente, le cas échéant mélangeant plusieurs poudres et désignée simplement par la suite comme de la poudre, est mise en couche, typiquement par étalage et compaction, puis est balayée par le faisceau du laser pour être solidifiée, par frittage et/ou fusion, avant d'être recouverte par une nouvelle couche de poudre qui est à son tour solidifiée sous l'effet d'un nouveau balayage du laser et ainsi de suite, jusqu'à obtenir l'objet complet. Ce type de fabrication permet d'augmenter le nombre de fonctions dans un seul et même objet tridimensionnel, via un accroissement de la complexité des formes de l'objet, de ses surfaces, de ses volumes, de la finesse de ses détails, de ses dimensions, de la nature physico-chimique de ses matériaux, etc. Les perspectives auxquelles ouvre ce procédé de fabrication additive couche par couche repoussent constamment les limites du possible en termes de capacité de fabrication, génèrent une amélioration de la créativité, et augmentent les enjeux technologiques et les enjeux économiques du point de vue des coûts et délais de fabrication et de la fréquence de renouvellement des designs.

Ceci étant, une des faiblesses de ce type de procédé de fabrication réside dans son originalité, qui consiste à solidifier successivement des parties respectives de couches de poudre, qui correspondent respectivement à des sections géométriques de l'objet tridimensionnel à fabriquer. En effet, un objet tridimensionnel à fabriquer est connu à l'avance par sa définition numérique : cette définition numérique est traitée à l'aide d'algorithmes connus, qui découpent en tranches la définition volumique de l'objet tridimensionnel, ce découpage en tranches donnant lieu au calcul d'un ensemble de sections géométriques de l'objet à fabriquer. Lors de la mise en œuvre du procédé de fabrication, on agit par ajout de matière de manière itérative, dans le sens où on additionne les unes sur les autres des parties solidifiées de couches de poudre correspondant respectivement aux sections géométriques précitées, selon le résultat du calcul de ces sections préalablement établi. Selon ce principe, on comprend que l'ajout itératif de matière est intrinsèquement à l'origine potentielle d'un défaut dans la partie solidifiée de chaque couche de poudre. En effet, la présence, dans la partie de couche de poudre que l'on solidifie par balayage laser, d'une hétérogénéité locale, telle qu'un surplus de poudre, une irrégularité d'étalement de la couche de poudre, ou encore une variation des caractéristiques physicochimiques de la poudre, notamment sa composition chimique, sa granulométrie et sa granularité, conduit à ce que la partie de couche solidifiée présente un défaut consistant en une ou plusieurs surépaisseurs. Ce défaut, à lui seul, ne remet pas en cause la conformité locale de l'objet en cours de fabrication, dans le sens où, à l'origine, le défaut est négligeable. Par contre, ce défaut risque soit d'aboutir à la fabrication d'un objet final non conforme, soit, plus fréquemment, d'induire un arrêt de la fabrication, c'est-à-dire que la fabrication en cours n'ira pas à son terme, en raison d'un « effet boule de neige » : les conséquences du défaut sur les couches réalisées par-dessus celles présentant le défaut s'amplifient au fur et à mesure que le procédé de fabrication progresse.

Pour contourner cette problématique, il est connu de mettre la poudre sous forme de couches fines : plus les couches de poudre sont fines, c'est-à-dire peu épaisses, plus la qualité de fabrication de l'objet est bonne, notamment en ce qui concerne la finesse et la discrétisation de cet objet, en particulier de ses surfaces fonctionnelles, tout en maîtrisant le risque d'apparition de défaut. Cependant, utiliser des couches de poudre fines augmente considérablement la durée nécessaire à la fabrication de l'objet complet, ce qui dégrade fortement la productivité du procédé de fabrication. A l'inverse, en utilisant des couches de poudre épaisses, ce qui est rendu possible par l'avènement de lasers dont les faisceaux sont de plus en plus puissants, la productivité du procédé peut être augmentée, mais en dégradant la discrétisation de cette fabrication et donc au détriment de la finesse des détails de l'objet fabriqué, tout en augmentant significativement le risque d'apparition de défauts dans les parties de couche solidifiées par balayage laser.

Selon une autre approche, US-A-2006/0208396, qui peut être considéré comme l'état de la technique le plus proche de l'invention, propose de corriger chaque défaut juste après son apparition, grâce à un outil de rectification qui resurface la partie solidifiée de la couche, venant d'être réalisée par balayage laser. De cette façon, une fois que la correction est faite par l'outil de rectification, la partie solidifiée, ainsi rectifiée, de la couche de poudre présente des caractéristiques conformes à celles correspondant à la fabrication, sans défaut, de l'objet en cours de fabrication. Cependant, là encore, la productivité du procédé de fabrication est dégradée. En effet, on comprend que le passage systématique de l'outil de rectification sur la partie de couche dernièrement solidifiée allonge considérablement le temps de fabrication de l'objet complet. US-A- 2006/0208396 propose d'ailleurs d'utiliser l'outil de rectification après la détection effective d'un défaut, cette détection étant soit optique, en étant mise en œuvre juste après chaque balayage laser, soit par contrôle de la résistance à l'avancement d'une lame d'étalement de la poudre sur la partie de couche dernièrement solidifiée. Cependant, au moins pour ce qui concerne la détection optique, on comprend que son efficacité peut être douteuse du fait de la taille des défauts à détecter et/ou de potentielles dérives du système optique de détection. De plus, dans tous les cas, la mise en œuvre systématique d'une telle opération de détection représente, au fur et à mesure de la fabrication de l'objet, un temps cumulé non négligeable, qui dégrade la productivité du procédé de fabrication.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication du type défini ci-dessus, qui, tout en étant fiable, concilie astucieusement qualité et productivité.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel par solidification de poudre, tel que défini à la revendication 1 .

Une des idées à la base de l'invention est de chercher à assurer la fabrication complète et rapide d'objets tridimensionnels, qui, le cas échéant, présentent des géométries complexes, en anticipant l'apparition des défauts, moyennant une identification préalable des couches prédisposées à l'apparition de ces défauts que l'on peut donc qualifier de défauts prévisibles. Selon l'invention, lorsque, préalablement à l'obtention de la toute première couche de poudre, on détermine les sections numérisées qui, lors de la fabrication itérative de l'objet, correspondent respectivement aux parties solidifiées des couches de poudre successivement superposées, on identifie, parmi ces sections numérisées, les sections à risque, c'est-à-dire les sections dont les parties de couche solidifiées correspondantes présenteront, de manière prévisible, des défauts. Dès lors, dès que, au cours de la fabrication de l'objet, une de ces parties de couche solidifiées correspondant à l'une des sections à risque est obtenue, on utilise un outil de rectification pour corriger le défaut prévisible, sans même d'ailleurs chercher à vérifier l'existence effective de ce défaut. Ainsi, les étapes de correction correspondantes ne sont mises en œuvre que lorsque, à l'avance, on aura identifié le risque de présence des défauts prévisibles. Cela revient, en quelque sorte, à programmer à l'avance la correction des défauts à partir d'un traitement spécifique des données relatives aux sections numérisées, permettant de prédire quelles sont les sections à risque en fonction de conditions préétablies relatives aux caractéristiques morpho-dimensionnelles de l'objet à fabriquer et/ou aux paramètres de fabrication de cet objet. On comprend que, grâce à cette stratégie systématique de pilotage, le procédé de fabrication conforme à l'invention, considéré dans sa globalité, associe productivité et qualité.

En pratique, comme expliqué en détail par la suite, l'identification des sections à risque repose avantageusement sur une stratégie de sélection de sections spécifiques, en particulier les sections à zones multi-épaisseur juxtaposées, les sections à grande aire relative et/ou les sections à contre-dépouille. Bien entendu, l'invention n'exclut pas que le procédé de fabrication inclut, en option, une capacité de détection in situ de défauts, que l'on qualifie alors de défauts imprévisibles pour les différentier des défauts prévisibles considérés ci-dessus. Dans ce cas, comme expliqué plus en détail par la suite, cette détection est avantageusement intégrée aux moyens de mise en couche de la poudre.

Des caractéristiques additionnelles avantageuses du procédé conforme à l'invention sont spécifiées aux revendications dépendantes.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- les figures 1 à 12 sont des sections schématiques d'un dispositif utilisé pour mettre en œuvre le procédé de fabrication conforme à l'invention, ces figures 1 à 12 illustrant respectivement des opérations successives d'un premier exemple de ce procédé ;

- les figures 13 et 14 sont des vues en élévation d'un objet en cours de fabrication selon un deuxième procédé de fabrication conforme à l'invention ;

- les figures 15 et 16 sont des sections schématiques similaires à celles des figures 1 à 12, les figures 15 et 16 illustrant respectivement des opérations successives d'un troisième procédé de fabrication conforme à l'invention ; et

- les figures 17 à 20 sont des sections schématiques similaires à celles des figures 1 à 12, ces figures 17 à 20 illustrant respectivement des opérations successives d'un quatrième procédé de fabrication conforme à l'invention.

Sur les figures 1 à 12 est représenté un dispositif 10 permettant de fabriquer, à partir d'une poudre P, un objet tridimensionnel 1 constitué de couches de poudre solidifiées par frittage et/ou fusion.

Le dispositif 10 comporte un puits 12 qui est considéré fixe par rapport au reste du dispositif : ce puits 12 définit ainsi un repère tridimensionnel incluant un axe X-X horizontal, un axe Y-Y, à la fois horizontal et perpendiculaire à l'axe X-X, et un axe Z-Z à la fois vertical et perpendiculaire aux axes X-X et Y-Y. Les axes X-X et Z-Z appartiennent au plan de coupe des figures 1 à 12, tandis que l'axe Y-Y s'étend à la perpendiculaire de ce plan de coupe.

Le dispositif 10 comprend un piston 14, qui est déplaçable, dans les deux sens, suivant un axe vertical Z14, parallèle à l'axe Z-Z, et ce de manière ajustée à l'intérieur du puits 12. Le piston 14 forme ainsi un support pour la poudre P, bordé, autour de l'axe Z14, par le puits 12.

Le dispositif 10 comprend en outre un rouleau 16 qui est déplaçable par rapport au puits 12, à la fois, en rotation sur lui-même, dans les deux sens, autour de son axe central Y16 qui est parallèle à l'axe Y-Y, et en translation horizontale, dans les deux sens, dans une direction parallèle à l'axe X-X. Comme expliqué par la suite, le rouleau 16 permet d'étaler et de compacter la poudre P sur le piston 14. En pratique, de manière connue en soi, les déplacements du rouleau 16 sont commandés par des moyens d'entraînement ad hoc du dispositif 10, qui ne sont pas représentés sur les figures et dont la forme de réalisation n'est pas limitative de l'invention.

Le dispositif 10 comprend par ailleurs des moyens d'émission laser 18, qui, pour des raisons de visibilité, ne sont représentés que sur certaines figures, et qui sont conçus pour, à l'aplomb vertical du piston 14, balayer par faisceau laser la poudre P supportée par ce piston. Par le biais d'aménagements connus en soi, le faisceau laser émis par ces moyens 18 est déplaçable, par rapport au puits 12, suivant une trajectoire de balayage contrôlée.

Le dispositif 10 comporte en outre un outil 20 permettant de rectifier de la poudre P ayant été préalablement solidifiée par les moyens d'émission laser 18. Pour des raisons de visibilité, cet outil 20 n'est représenté que sur la figure 1 1 , ainsi qu'uniquement en pointillés sur la figure 1 . L'outil 20 agit par contact direct avec la poudre solidifiée à rectifier, typiquement par enlèvement de matière, notamment par abrasion. A titre d'exemple préférentiel non limitatif, l'outil de rectification 20 est une fraise, une meule ou, plus généralement, un outil abrasif et/ou coupant.

Comme expliqué plus en détail par la suite, l'outil 20 est déplaçable, par rapport au puits 12, de manière à agir par interférence mécanique avec de la poudre solidifiée, reposant sur le piston 14. Dans l'exemple de réalisation considéré ici, l'outil 20 est ainsi déplaçable, à la fois, en rotation sur lui-même autour de son axe central Y20 qui est parallèle à l'axe Y-Y, en translation horizontale, dans les deux sens, dans une direction parallèle à l'axe X-X, et en translation verticale, dans les deux sens, suivant une direction parallèle à l'axe Z-Z. En pratique, les déplacements de l'outil de rectification 20 sont commandés par des moyens d'entraînement ad hoc du dispositif 10, qui ne sont pas représentés sur les figures et dont la forme de réalisation n'est pas limitative de l'invention. Ceci étant, suivant un mode de réalisation préférentiel, qui est considéré ici sans pour autant être limitatif ou obligatoire, les moyens d'entraînement du rouleau 16 et les moyens d'entraînement de l'outil 20 sont, au moins pour partie, partagés, ce qui, entre autres, en facilite l'intégration au sein du dispositif 10, étant entendu que les actionnements respectifs du rouleau 16 et de l'outil 20 sont sélectifs, c'est-à-dire peuvent être réalisés indépendamment l'un de l'autre : autrement dit, le rouleau 16 et l'outil 20 sont préférentiellement commandés par des moyens communs d'actionnement sélectif de ce rouleau et de cet outil. D'autres caractéristiques du dispositif 10 apparaîtront ci-après, dans le cadre de la description de plusieurs exemples d'utilisation de ce dispositif pour fabriquer l'objet tridimensionnel 1 à partir de la poudre P, autrement dit de plusieurs exemples de procédé de fabrication de l'objet 1

PREMIER EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION

Ce premier exemple est décomposé en douze temps successifs, correspondant respectivement aux figures 1 à 12.

Sur la figure 1 , le dispositif 10 est considéré alors que l'objet 1 a déjà commencé d'être fabriqué, moyennant la superposition de deux couches de poudre C1 et C2, la couche de poudre C1 recouvrant la face supérieure du piston 14 tandis que la couche de poudre C2 recouvre la couche de poudre C1 . Chacune des couches de poudre C1 et C2 inclut une partie solidifiée C1 .0, C2.0, qui, dans la couche C1 , C2, forme une partie constitutive de l'objet 1 en cours de fabrication. Autrement dit, à l'instant de fabrication montré à la figure 1 , l'objet 1 , en cours de fabrication, est constitué des parties solidifiées C1 .0 et C2.0 des couches de poudre C1 et C2.

En vue de réaliser, comme montré à la figure 5, une troisième couche de poudre C3 dont une partie sera solidifiée, on met successivement en œuvre une étape de mise en couche, au cours de laquelle de la poudre P est mise sous forme de la couche C3, puis une étape de solidification, au cours de laquelle une partie C3.0 de la couche C3 est solidifiée par balayage laser. Un exemple de mise en œuvre de ces étapes de mise en couche et de solidification est détaillé ci-dessous.

Depuis sa position de la figure 1 , le piston 14 est translaté vers le bas suivant son axe Z14 jusqu'à sa position de la figure 2, comme indiqué par la flèche F1 sur la figure 1 , tandis que de la poudre supplémentaire P est rapportée dans le puits 12, en recouvrant la couche C2. Comme montré sur les figures 1 , 2 et 3, cette poudre est étalée sur toute la couche de poudre C2, à l'intérieur du puits 12, par le rouleau 16. A cet effet, de manière connue en soi, le rouleau 16 est ici entraîné :

- en translation horizontale dans la direction de l'axe X-X, comme indiqué par la flèche F2 sur les figures 1 à 3, l'axe Y16 du rouleau étant ainsi translaté horizontalement d'une extrémité axiale, selon l'axe X-X, du puits 12 à son extrémité axiale opposée, en l'occurrence de l'extrémité gauche à l'extrémité droite du puits 12 sur les figures, et

- en rotation sur lui-même autour de son axe Y16 de manière contrarotative, c'est- à-dire en sens opposé à celui de son roulement sur la poudre disposée à l'avant du rouleau 16 dans le sens de sa translation F2, comme indiqué par la flèche F3 sur les figures 1 à 3. De cette façon, le contact provoqué par la surface extérieure du rouleau 16 sur la poudre P située à l'avant du rouleau 16 dans le sens de sa translation F2, s'oppose au déplacement du rouleau selon la translation F2, ce qui améliore l'étalage de la poudre, en une couche d'épaisseur maîtrisée. En pratique, on comprend que les moyens d'entraînement du rouleau 16 sont conçus pour appliquer à ce dernier un effort rectiligne dans la direction de l'axe X-X et un couple autour de l'axe Y16, qui sont asservis l'un à l'autre de manière préétablie pour commander avec précision l'étalement de la poudre, en fonction, entre autres, de la nature de l'objet 1 à fabriquer, de la finesse voulue pour les détails de cet objet, de la nature physicochimique de la poudre, etc.

Une fois que le rouleau 16 a étalé de la poudre P sur toute l'étendue axiale, selon l'axe X-X, du piston 14 à l'intérieur du puits 12 et que le rouleau 16 occupe donc la position translatée de la figure 3, le piston 14 est translaté vers le haut selon son axe Z14, comme indiqué par la flèche F4 sur la figure 4, de manière à rendre saillante, vis-à-vis du bord supérieur du puits 12, une partie de la couche de poudre qui vient d'être étalée par le rouleau 16. Puis, comme représenté sur la figure 4, le rouleau 16 est entraîné, à la fois, en translation horizontale selon l'axe X-X, depuis l'extrémité axiale du puits 12, qu'il occupe à l'issue de l'étalement de la poudre, autrement dit depuis sa position translatée de la figure 3, jusqu'à l'extrémité axiale opposée du puits 12, autrement dit jusqu'à sa position initiale de la figure 1 , comme indiqué par la flèche F5 sur les figures 4 et 5, et en rotation sur lui-même autour de son axe Y16 de manière contrarotative, comme indiqué par la flèche F6 sur les figures 4 et 5. De cette façon, le rouleau 16 compacte la couche de poudre venant d'être étalée, en en réduisant l'épaisseur, selon l'axe Z-Z, à une valeur prédéterminée : à l'issue de cette opération de compactage, la poudre, étalée et compactée, recouvrant la couche de poudre C2, forme la couche de poudre C3.

Comme représenté sur la figure 5, les moyens d'émission laser 18 sont ensuite actionnés de manière que son faisceau, référencé 19A, balaye en partie la couche de poudre C3, en solidifiant, par frittage et/ou fusion, la partie C3.0 de cette couche de poudre C3, comme indiqué par la flèche F7 sur la figure 5. Cette partie de couche solidifiée C3.0 est prévue, moyennant une définition appropriée de la trajectoire du faisceau 19A, pour correspondre à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 : autrement dit, de manière connue en soi, le faisceau laser 19A frappe progressivement une partie de la surface supérieure de la couche de poudre C3, cette partie de surface constituant une section de l'objet à fabriquer, calculée à l'avance, dans le sens où, préalablement à la réalisation de la première couche de poudre C1 , un ensemble de sections superposées numérisées est déterminé à partir d'une définition numérique de l'objet à fabriquer, ces sections superposées correspondant aux parties de couche de poudre à successivement solidifier par balayage laser. En d'autres termes, avant la mise en œuvre des étapes de mise en couche de la couche C1 et de solidification de la partie C1 .0 de cette couche C1 , on met en œuvre une étape préparatoire au cours de laquelle les sections numérisées précitées sont déterminées, comme expliqué ci-avant. Ainsi, on comprend que, antérieurement à l'instant de fabrication montré à la figure 1 , de la poudre P a été mise en couche sur la face supérieure du piston 14, par étalement puis compactage à l'aide du rouleau 16 et du piston 14, puis la couche de poudre C1 ainsi obtenue a été partiellement balayée par le faisceau laser 19A de manière à en solidifier la partie C1 .0 pour correspondre à la première des sections préétablies de l'objet à fabriquer 1 , puis de la poudre P a été mise en couche sur la couche de poudre C1 , par étalement puis compaction à l'aide du rouleau 16 et du piston 14, puis la couche de poudre ainsi obtenue C2 a été partiellement balayée par le faisceau laser 19A de manière à en solidifier la partie C2.0 pour correspondre à la seconde section de l'objet à fabriquer 1 .

Une fois que la partie solidifiée C3.0 de la couche de poudre C3 est obtenue, de la poudre P est mise en couche sous forme d'une quatrième couche de poudre C4, recouvrant la couche de poudre C3, comme montré sur la figure 6. Cette mise en couche de la couche de poudre C4 est réalisée de manière similaire à la mise en couche des couches C1 , C2 et C3. Puis, également comme montré sur la figure 6, les moyens d'émission laser 18 sont actionnés de manière que son faisceau 19A balaye en partie la couche de poudre C4, en vue de solidifier cette dernière sur toute son épaisseur, par frittage et/ou fusion. Cependant, à la différence de l'utilisation du faisceau laser 19A pour solidifier en totalité chacune des parties C1 .0, C2.0, C3.0 des couches de poudre précédentes C1 , C2 et C3, seulement une fraction C4.0.1 d'une partie C4.0, correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 , de la couche C4 est solidifiée par balayage laser. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, cette fraction C4.0.1 de la partie C4.0 de la couche de poudre C4 inclut deux portions C4.0.1 A et C4.0.1 B qui sont opposées l'une à l'autre dans la direction de l'axe X-X, chacune de ces portions C4.0.1 A et C4.0.1 B de la fraction solidifiée C4.0.1 étant balayée par le faisceau laser 19A à des instants différents, comme illustré par les figures 6 et 7, moyennant un paramétrage ad hoc de l'actionnement et/ou de la trajectoire de ce faisceau laser. Dans tous les cas, à l'issue de l'application sur la quatrième couche de poudre C4 du faisceau laser 19A, la partie C4.0 de cette couche de poudre C4, correspondant à la section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 au niveau de cette quatrième couche de poudre, n'est pas solidifiée en totalité, mais seule sa fraction C4.0.1 est solidifiée, étant entendu que, comme montré sur la figure 7, cette fraction solidifiée C4.0.1 s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de poudre C4. Le reste de la partie C4.0 de la couche de poudre C4, qui forme une fraction C4.0.2 de cette partie de couche de poudre C4.0, n'est pas solidifiée.

Puis, comme montré sur la figure 8, une cinquième couche de poudre C5 est mise en couche, en recouvrant la quatrième couche de poudre C4, et, de la même façon que pour la couche de poudre C4, seulement une fraction C5.0.1 d'une partie C5.0, correspondant à une nouvelle section tridimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 , de cette cinquième couche de poudre C5 est solidifiée par balayage du faisceau laser 19A. Ainsi, comme montré sur la figure 8, à l'issue du balayage laser de la couche de poudre C5, la partie de cette dernière, correspondant à la section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 au niveau de cette couche de poudre C5, n'est solidifiée que pour sa fraction C5.0.1 , tandis que sa fraction C5.0.2 n'est pas solidifiée.

Puis, comme représenté sur la figure 9, de la même façon que décrit précédemment pour mettre en couche les couches de poudre C1 , C2, C3, C4 et C5, une sixième couche de poudre C6 est mise en couche en recouvrant la cinquième couche de poudre C5, puis seulement une fraction C6.0.1 d'une portion C6.0, correspondant à une nouvelle section de l'objet à fabriquer, de cette sixième couche de poudre C6 est solidifiée par balayage du faisceau laser 19A, tandis que sa fraction restante C6.0.2 n'est pas solidifiée.

A la différence de l'utilisation des moyens d'émission laser 18 décrite jusqu'ici, ces moyens 18 sont ensuite utilisés pour appliquer davantage d'énergie laser à la poudre P que lors de la solidification des fractions C4.0.1 , C5.0.1 et C6.0.1 : pour illustrer cet aspect sur les figures, le faisceau laser appliquant davantage d'énergie est référence 19B. Suivant une forme de réalisation préférentielle, ce faisceau laser 19B se distingue du faisceau laser 19A par le fait que la puissance du faisceau laser 19B est plus grande que celle du faisceau laser 19A.

En pratique, la forme de réalisation des moyens d'émission laser 18 n'est pas limitative, du moment que ces moyens 18 appliquent sélectivement deux énergies lasers différentes, comme les faisceaux lasers 19A et 19B sur les figures. A titre d'exemple, les moyens d'émission laser 18 inclut deux lasers dont les sources respectives présentent des puissances différentes ou bien n'inclut qu'un seul laser dont la puissance de la source est réglable en fonctionnement. Dans ces deux cas, les éléments de mise en mouvement des faisceaux lasers 19A et 19B, typiquement des miroirs galvanométriques, peuvent être les mêmes pour les deux faisceaux 19A et 19B, ce qui revient à dire que les caractéristiques, notamment la vitesse et la précision, des balayages respectifs par les faisceaux 19A et 19B sont les mêmes pour ces deux faisceaux lasers. Une alternative consiste à utiliser une même puissance laser mais à jouer sur la vitesse de balayage pour obtenir que le faisceau 19B applique à la poudre P davantage d'énergie que le faisceau 19A. Plus généralement, on comprend que ce sont les caractéristiques laser, respectivement associées aux faisceaux 19A et 19B, qui sont à choisir ou régler, et ce en fonction de l'épaisseur de poudre que l'on souhaite solidifier par balayage laser, comme expliqué juste après.

Comme montré sur la figure 9, du fait que le faisceau 19B apporte davantage d'énergie laser, son application sur la couche de poudre C6 induit par frittage et/ou fusion, à la fois, la solidification de la fraction C6.0.2 de la partie de couche de poudre C6.0 n'ayant pas été solidifiée par le faisceau laser 19A et la solidification des fractions non encore solidifiées C4.0.2 et C5.0.2 des parties C4.0 et C5.0 des couches de poudre sous-jacentes C4 et C5. On comprend que les caractéristiques du faisceau laser 19B sont adaptées à la nécessité de solidifier conjointement, c'est-à-dire ensemble et en même temps, les épaisseurs respectives des trois couches de poudre superposées C4, 05 et 06.

A l'issue de l'application du faisceau laser 19B sur la couche de poudre 06, comme montré sur la figure 10, la totalité des fractions C4.0.2, C5.0.2 et 06.0.2 des couches de poudre 04, 05 et 06 sont solidifiées. A cet instant, on comprend que, dans chacune des couches de poudre 04, 05 et 06, la totalité de leur partie C4.0, C5.0 et 06.0, correspondant aux sections bidimensionnelles associées de l'objet à fabriquer 1 , est solidifiée, avec l'avantage que, pour ce qui concerne leur fraction 04.0.2, C5.0.2 et 06.0.2, la solidification a été obtenue de manière productive grâce à l'utilisation du faisceau 19B à forte énergie laser, tandis que la solidarisation de leur fraction C4.0.1 , 05.0.1 et 06.0.1 a été obtenue avec finesse grâce à l'utilisation du faisceau 19A à moindre énergie laser. Il en résulte que les fractions C4.0.2, C5.0.2 et C6.0.2, qui ont été solidifiées conjointement, forment un amas de poudre solidifié d'un seul tenant, qui est juxtaposé horizontalement aux fractions C4.0.1 , C5.0.1 et C6.0.1 qui ont été solidifiées individuellement les unes après les autres et les unes au-dessus des autres, ces fractions ayant une épaisseur fine comparativement à celle de l'amas précité. On comprend que les fractions C4.0.1 , 05.0.1 et C6.0.1 sont avantageusement prévues en bordure de l'objet à fabriquer 1 , pour en soigner la qualité de réalisation, tandis que la solidification conjointe des fractions 04.0.2, C5.0.2 et C6.0.2 favorise la productivité de fabrication de l'objet à cœur.

Comme illustré par la figure 1 1 , l'outil de rectification 20 est alors actionné en vue de corriger des défauts D altérant l'état de surface de la partie C6.0 de la couche de poudre 06. En effet, à l'issue de l'application du faisceau laser 19B sur la couche de poudre C6, cette dernière présente par exemple, en tant que défauts, des surépaisseurs dans la partie de couche solidifiée C6.0, en particulier dans la fraction C6.0.2, en saillie vers le haut de la surface supérieure du reste de cette partie solidifiée C6.0. Plus généralement, les défauts D ont été générés par l'interaction entre la couche de poudre C6 et le faisceau laser 19B, comme montré de manière schématique et exagérée sur la figure 10. En fait, la partie de couche solidifiée C6.0 correspond à une section numérisée qui avait été identifiée comme étant à risque, parmi l'ensemble des sections numérisées, lors de la détermination de ces dernières à partir de la définition numérique de l'objet 1 à fabriquer, autrement dit lors de l'étape préparatoire évoquée plus haut. En effet, comme expliqué progressivement ci-dessus en lien avec les figures 6 à 10, la section numérisée correspondant à la partie de couche solidifiée C6.0 est une section à zones multi- épaisseur juxtaposées, dans le sens où la partie de couche solidifiée C6.0 inclut, à la fois, la fraction C6.0.1 , qui a été solidifiée alors qu'elle recouvrait la fraction déjà solidifiée C5.0.1 de la couche C5 recouverte par la couche C6, et la fraction C6.0.2 qui a été solidifiée conjointement avec la fraction non encore solidifiée C5.0.2 de la couche C5. Une telle section à zones multi-épaisseur juxtaposées est prédisposée à l'apparition de défauts dans la partie de couche solidifiée correspondante, comme c'est le cas pour les défauts de D de la partie de couche solidifiée C6.0 montrée à la figure 10. Autrement dit, du fait que la partie de couche solidifiée C6.0 correspond à une section à risque, ces défauts D sont prévisibles.

A cet égard, on notera qu'il existe une relation directe entre l'épaisseur d'une couche de poudre solidifiée par balayage laser et la quantité de poudre nécessaire à la réalisation de cette couche préalablement à sa solidification : en effet, de manière connue en soi, la réalisation d'une couche de poudre selon une épaisseur donnée implique qu'il existe une distance entre la génératrice du rouleau de mise en couche, tel que le rouleau 16 précité, et la surface supérieure de la couche précédemment solidifiée, cette distance augmentant proportionnellement avec l'épaisseur de la couche solidifiée. Cette distance augmente au moins pour deux raisons : d'une part, on n'obtient une structure dense du matériau solidifié aux environs de 100% qu'à partir d'une densité, de l'ordre de 50%, pour la couche de poudre déposée préalablement à sa solidification par balayage laser ; d'autre part, la surface supérieure de la couche précédemment solidifiée n'est pas, dans la réalité, une surface rigoureusement plane, mais présente un état de surface irrégulier, comprenant des crêtes et des creux générés par l'interaction du faisceau laser avec la couche de poudre. En conséquence de cette situation, on comprend qu'il peut être pratiquement impossible de fabriquer directement une couche de poudre ayant par exemple une épaisseur de 15 μηι suite à la solidification préalable directe d'une couche de poudre ayant par exemple une épaisseur de 60 μηι : en effet, pour réaliser la couche de 15 μηι, la génératrice du rouleau va entrer en contact avec les crêtes de la surface supérieure de la couche de 60 μηι, précédemment solidifiée. A minima, cela engendrera des écrasements de matière au niveau de la couche précédemment solidifiée, avec un risque de dégradation localisé de la structure, ainsi qu'une détérioration à terme de la surface cylindrique du rouleau, avec perte de ses caractéristiques mécaniques, géométriques et d'état de surface. Au pire, il y aura interruption de la réalisation de la couche de 1 5 μηι, donc arrêt du procédé de fabrication de l'objet tridimensionnel. Les explications qui précèdent permettent également de comprendre pourquoi, en pratique, il est impossible de prévoir de fabriquer, par les procédés classiques existants, des couches solidifiées juxtaposées horizontalement, ayant des épaisseurs respectives différentes.

Afin d'éliminer les défauts prévisibles D, on met en œuvre, directement à la suite de l'étape de solidification de la partie de couche solidifiée C6.0, une étape de correction de ces défauts, cette étape étant préprogrammée du fait que, comme expliqué plus haut, la section numérisée correspondant à la partie de couche solidifiée C6.0 a été identifiée comme étant à risque lors de l'étape préparatoire précitée. Pour ce faire, l'outil de rectification 20 est, comme montré sur la figure 1 1 , actionné, en étant par exemple, à la fois, entraîné en rotation sur lui-même autour de son axe central Y20, comme indiqué par la flèche F8 sur la figure 1 1 , et rapproché de la surface supérieure de la partie solidifiée C6.0 de la couche de poudre C6, ce rapprochement étant réalisé selon toutes les cinématiques envisageables : dans l'exemple de réalisation considéré ici, ce rapprochement est réalisé par entraînement de l'outil 20 en translation horizontale dans la direction de l'axe X-X, comme indiqué par la flèche F9 sur la figure 1 1 , cette translation F9 étant précédée d'un décalage vertical, dans la direction de l'axe Z-Z, entre l'outil 20 et le piston 14, ce décalage résultant par exemple de la combinaison d'une translation vers le bas selon l'axe Z-Z de l'outil 20 et d'une translation vers le haut selon l'axe Z-Z du piston 14. Plus généralement, le piston 14 est avantageusement déplacé de manière coordonnée à l'actionnement de l'outil de rectification 20, notamment pour renforcer l'action de cet outil sur les défauts D à éliminer.

Lorsque la face extérieure de l'outil 20 interfère avec chaque défaut D, en particulier leur partie saillante, l'outil élimine le défaut, par enlèvement de matière, autrement dit en retirant, typiquement par abrasion et/ou découpe, la surépaisseur correspondante de ce défaut. Cela revient à dire que l'outil 20 resurface la partie solidifiée C6.0 de la couche de poudre C6. Bien entendu, les conditions d'actionnement de l'outil de rectification 20, ici la vitesse de rotation F8 et la vitesse de translation F9, sont adaptées pour éliminer les surépaisseurs des défauts D en de fines particules, qui sont détachées de la partie solidifiées C6.0, en particulier de sa fraction C6.0.2, de la couche de poudre C6 et dont la présence ne sera pas sensible pour la suite de la mise en œuvre de la fabrication de l'objet 1 .

Une fois que l'outil de rectification 20 a traité toute la surface supérieure de la partie de couche solidifiée C6.0 et en a ainsi éliminé toutes les parties saillantes des défauts D, l'actionnement de cet outil cesse. Une étape de mise en couche, visant à former une septième couche de poudre, recouvrant la couche de poudre C6, peut alors être mise en œuvre sans être contrariée par les parties saillantes des défauts D. A titre d'exemple, la figure 12 montre cette septième couche de poudre C7 dont la partie C7.0, correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 , n'est solidifiée que de manière fractionnelle, moyennant le balayage de sa fraction correspondante C7.0.1 par le faisceau laser 19A de faible puissance. Bien entendu, plutôt que de réaliser cette solidarisation fractionnelle de la partie C7.0 de la couche de poudre C7, similairement à ce qui a été réalisé pour les couches de poudre C4 et C5, la totalité de la partie C7.0 de la couche de poudre C7 aurait pu, à titre de variante non représentée, être solidifiée par balayage du faisceau laser 19A, similairement à ce qui a été réalisé pour les couches de poudre C1 , C2 et C3. Plus généralement, les opérations qui viennent d'être décrites jusqu'ici sont répétées pour mettre en couche et partiellement solidifier autant de couches de poudre que nécessaires à l'obtention de l'objet tridimensionnel 1 complet, c'est-à-dire autant de couches de poudre que de sections de cet objet préalablement déterminées lors de l'étape préparatoire, comme expliqué plus haut.

On notera que, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, les diverses couches de poudre considérées C1 à C7 présentent la même épaisseur, ce qui, entre autres, facilite la programmation et l'actionnement des moyens de mise en couche qui incluent le piston 14 et le rouleau 16. A titre d'exemple non limitatif, l'épaisseur précitée vaut 10 ou 15 μηι. Ceci étant, à titre de variante non représentée, la mise en couche des couches de poudre peut être prévue pour que ces couches de poudre présentent des épaisseurs respectives différentes : plus précisément, du fait de la possibilité d'utiliser le faisceau 19B à forte énergie laser, une ou plusieurs couches de poudre peuvent être mises en couche de manière à présenter une épaisseur plus importante que les couches de poudre 01 à 07 considérées sur les figures, étant entendu que cette ou ces couches de poudre plus épaisses seront balayées exclusivement par le faisceau laser 19B pour en solidifier une partie correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer, occupant toute l'épaisseur de cette couche de poudre plus épaisse. Ainsi, plus globalement, le premier exemple du procédé de fabrication et le dispositif associé 10 permettent :

- d'augmenter la productivité de fabrication moyennant la solidification simultanée de plusieurs couches de poudre, représentant un empilement de forte épaisseur, dans un même lit de poudre à solidifier, dans lequel des couches de poudre, de plus faible épaisseur, sont préalablement solidifiées de manière fractionnelle, et ce en anticipant et en corrigeant les défauts prévisibles apparaissant lors de cette solidification simultanée ; et

- d'augmenter la qualité de surface des surfaces fonctionnelles des objets tridimensionnels pouvant être fabriqués, en solidifiant de manière fractionnelle des couches de poudre peu épaisses, dans un même lit de poudre incluant un empilement épais de couches de poudre, solidifié d'un seul coup par balayage d'un faisceau appliquant davantage d'énergie laser que celui appliqué pour solidifier, couche après couche, les fractions de chacune des couches de poudre peu épaisses, sans souffrir de la présence des défauts prévisibles du fait de leur correction systématique dès qu'ils apparaissent.

DEUXIEME EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION

Ce deuxième exemple est illustré par les figures 13 et 14.

Le procédé de ce deuxième exemple reprend les mêmes étapes de mise en couche et de solidification que celles expliquées en détail ci-dessus en lien avec les figures 1 à 5. Pour la suite de la présentation de ce deuxième exemple, on considère que le procédé a été ainsi mis en œuvre par répétition des étapes de mise en couche et de solidification, jusqu'à obtenir la partie solidifiée d'une nième couche de poudre, qui, sur les figures 13 et 14, est observée verticalement de dessus.

Dans le cas de la figure 13, cette nième couche de poudre, référencée CN, inclut une partie solidifiée CN.O qui présente un contour fermé sur lui-même, en ceinturant ainsi totalement une partie non solidifiée CN.P.

Dans le cas de la figure 14, cette nième couche de poudre, référencée CN', inclut une partie solidifiée CN'.O qui est constituée de bandes, parallèles entre elles et séparées les unes des autres par une partie non solidifiée CN'.P, elle aussi constituée de bandes parallèles entre elles. Dans l'exemple considéré sur la figure 14, les bandes de la partie de couche solidifiée CN'.O sont de largeur constante et identique entre elles, notée a. De même, les bandes de la partie de couche non solidifiée CN'.P présentent une largeur constante et identique entre elles, qui est notée b et qui, ici, est égale à la largeur des bandes de la partie de couche solidifiée CN'.O. De par leur structure, les parties de couche solidifiées CN.O et CN'.O correspondent à des sections, parmi celles déterminées lors de l'étape préparatoire évoquée plus haut, potentiellement prédisposées à ce qu'un défaut apparaisse dans la partie de couche solidifiée correspondante CN.O, CN'.O. En effet, ces sections sont potentiellement à grande aire relative, dans le sens où, en projection sur plan géométrique horizontal, l'aire la partie de couche solidifiée correspondante vaut au moins X % de la somme de l'aire de cette partie de couche solidifiée correspondante et de l'aire de la partie de couche non solidifiée CN.P, CN'.P alors que cette dernière est majoritairement bordée par la partie de couche solidifiée CN.O, CN'.O, X étant strictement inférieur à 100. Ainsi, pour les exemples considérés sur les figures et si X est fixé à 50, la section correspondant à la partie de couche solidifiée CN'.O est à risque, tandis que la section correspondant à la partie de couche solidifiée CN.O n'est pas à risque. Bien entendu, la section correspondant à la partie de couche solidifiée CN.O sera considérée comme étant à risque si X est choisi à une valeur suffisamment grande, au-delà de 50. En pratique, la valeur pour X est choisie par l'opérateur mettant en œuvre le procédé de fabrication de l'objet 1 , notamment en fonction de la composition de la poudre P et des caractéristiques morpho-dimensionnelles de l'objet 1 .

Ainsi, le deuxième exemple du procédé de fabrication prévoit, lors de l'étape préparatoire précitée, d'identifier les sections à grande aire relative, à partir d'une valeur préchoisie pour le paramètre X, comme étant des sections à risque, c'est-à-dire des sections prédisposées à l'apparition d'un défaut dans les parties de couche solidifiées correspondant à ces sections. Juste après que la partie de couche solidifiée correspondant à l'une de ces sections à risque est réalisée, une étape de correction de défaut, similaire à celle présentée plus haut en lien avec la figure 1 1 , est mise en œuvre.

En pratique, l'étape de correction peut ainsi être mise en œuvre, de manière préprogrammée, après la réalisation d'une partie de couche solidifiée correspondant à chaque section à grande aire relative. En variante, plutôt que de prévoir que chaque section à grande aire relative est une section à risque dont la partie de couche solidifiée correspondante fera l'objet d'une correction, une section à grande aire relative peut n'être considérée à risque que si elle est la dernière de n sections à grande aire relative, n étant un paramètre choisi par programmation, par exemple entre 2 et 100.

TROISIEME EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION

Ce troisième exemple est illustré par les figures 15 et 16.

Le procédé du troisième exemple reprend les mêmes étapes de mise en couche et de solidification que celles expliquées en détail plus haut en lien avec les figures 1 à 5. Ainsi, sur la figure 15, l'objet à fabriquer 1 a déjà commencé d'être fabriqué, moyennant la superposition des couches de poudre C101 et C102 et la solidification successive des parties respectives C101 .O et C102.O de ces couches C101 et C102. De plus, une troisième couche de poudre C103 a été mise en forme et recouvre la couche C102. Un faisceau 19 des moyens d'émission laser 18 balaye en partie la couche de poudre C103, en solidifiant une partie C103.0 de cette couche C103, comme indiqué par la flèche F107 sur la figure 15. En d'autres termes, ce qui vient d'être expliqué pour le troisième exemple du procédé de fabrication reprend les explications développées plus haut pour les exemples précédents.

Comme représenté de manière exagérée sur les figures 15 et 16, la partie de couche solidifiée C103.O de la couche de poudre C103 présente des défauts D liés à des contre-dépouilles que forme cette partie de couche solidifiée C103.O par rapport à la partie solidifiée C102.O de la couche C102, dans le sens où la partie de couche solidifiée C103.O est partiellement en surplomb sur de la poudre P non solidifiée de la couche C102.

Dès lors, comme représenté sur la figure 16, à l'issue de l'étape de réalisation de la partie de couche solidifiée C103.O, l'outil de rectification 20 est mis en œuvre pour corriger les défauts D, notamment de manière similaire à ce qui avait été expliqué en regard de la figure 1 1 .

La mise en œuvre de cette étape de correction des défauts D à l'aide de l'outil de rectification 20 est préprogrammée à l'avance car, lors de l'étape préparatoire précitée de détermination des sections numérisées de l'objet à fabriquer, la section correspondant à la partie de couche solidifiée C3.0 a été identifiée comme étant à risque du fait que cette section est à contre-dépouille, dans le sens où, comme expliqué ci-dessus, la partie de couche solidifiée C103.O inclut un surplomb sur de la poudre non solidifiée de la couche C102 recouverte par la couche C103.

En pratique, toutes les sections numérisées à contre-dépouille peuvent être considérées comme à risque et donc induire la mise en œuvre de l'étape de correction de défaut juste après la réalisation de la partie de couche solidifiée correspondant à chacune de ces sections à contre-dépouille. En variante, un ou plusieurs critères peuvent être retenus pour caractériser comme étant à risque ou non les sections à contre-dépouille de l'objet à fabriquer. Autrement dit, parmi les diverses sections à contre-dépouille de l'objet à fabriquer, seules certaines seront identifiées comme étant à risque en fonction d'au moins un critère parmi :

- la distribution granulométrique de la poudre P,

- la composition chimique de la poudre P, - l'épaisseur de la couche de poudre dans laquelle est réalisée la partie de couche solidifiée correspondant à la section, et

- l'angle formé, par rapport à un plan géométrique horizontal, par le surplomb de la partie de couche solidifiée correspondante.

QUATRIEME EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION

Ce quatrième exemple est illustré par les figures 17 à 20.

Le procédé du quatrième exemple est une variante de l'un quelconque des premier, deuxième et troisième exemples décrits jusqu'ici, dans laquelle, en plus de prévoir et corriger les défauts prévisibles D, le procédé prévoit de détecter et corriger des défauts autres que les défauts prévisibles D, autrement dit de détecter et de corriger des défauts imprévisibles d. De tels défauts imprévisibles d sont susceptibles d'apparaître dans des parties de couche solidifiées pour des raisons diverses et non limitatives, qui, par définition, sont soit ignorées, soit insuffisamment prises en compte lorsque les sections à risque sont identifiées lors de l'étape préparatoire précitée.

A titre d'exemple, comme représenté de manière exagérée sur la figure 17, les défauts imprévisibles d sont des contre-dépouilles qui apparaissent dans une partie solidifiée C103'.O d'une couche de poudre C103' correspondant à une section qui n'a pas été caractérisée comme étant à risque lors de l'étape préparatoire. Aussi, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures 17 et suivantes, une fois que la partie solidifiée C103'.O de la couche de poudre C103' est obtenue, les opérations visant à obtenir une couche de poudre supplémentaire, recouvrant la couche de poudre C103', commencent d'être mises en œuvre : de manière similaire à ce qui a été expliqué précédemment, ces opérations consistent, comme montré sur la figure 17, à translater vers le bas le piston 14 selon son axe Z14 de manière similaire à la translation F1 , comme indiqué par la flèche F1 ' sur la figure 17, puis à commencer d'étaler sur la couche de poudre C103' de la poudre supplémentaire P à l'aide du rouleau 16 entraîné simultanément en translation et en rotation de manière similaire à la translation F2 et à la rotation F3, comme respectivement indiqué par les flèches F2' et F3' sur la figure 17.

Cependant, cette étape de mise en couche visant à obtenir une couche de poudre supplémentaire est interrompue à l'instant montré sur la figure 17, en raison de la détection d'un défaut imprévisible d de la partie solidifiée C103'.O de la couche de poudre C103', par le rouleau 16, plus précisément au moment où ce rouleau interfère avec l'un des défauts imprévisibles d. Pour ce faire, les moyens d'entraînement du rouleau 16 sont conçus pour contrôler le comportement cinématique du rouleau 16 aux fins de l'étalement de la poudre à mettre en couche, à savoir, son couple résistant, sa vitesse de translation et son écart de position angulaire par rapport à la consigne initiale prédéterminée. Une variation mesurée sur l'un de ces paramètres représentatifs du comportement du rouleau indique la présence des défauts imprévisibles d. Autrement dit, plus généralement, dans cette variante, le dispositif 10 permet de contrôler, notamment de mesurer, au moins un paramètre représentatif du comportement cinématique du rouleau 16 lors de son utilisation pour mettre en couche la poudre P et ainsi d'observer une variation de ce ou ces paramètres, due à une résistance à l'étalement de cette poudre sur la partie solidifiée de la couche de poudre à recouvrir par la poudre P, en raison de la présence des défauts d de cette partie de couche solidifiée : par exemple, dans le cas considéré sur les figures, lors de l'étalement de la poudre P par le rouleau 16, le couple d'entraînement en rotation du rouleau 16 s'accroît au moment où ce dernier interfère avec l'un des défauts d, ce qui implique que le rouleau rencontre un obstacle résistant à son déplacement.

Une fois que le défaut imprévisible d est détecté et que les opérations de mise en couche sont interrompues, le rouleau 16 est entraîné de manière à se retrouver suffisamment écarté du défaut d pour que ce dernier puisse être traité par l'outil de rectification 20. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, ce dégagement du rouleau 16 consiste en une translation horizontale dans la direction de l'axe X-X et en sens opposé à la translation F2', comme indiqué par la flèche F2" sur la figure 18. En pratique, le rouleau 16 retrouve ainsi, par la translation F2", sa position initiale, c'est-à- dire la position qu'il occupait avant le commencement des opérations de mise en couche visant à réaliser la couche de poudre recouvrant la couche C103'.

Afin d'éliminer les défauts d, l'outil de rectification 20 est alors actionné comme montré sur la figure 19, et ce, par exemple, de manière similaire à ce qui a été expliqué en détail en regard de la figure 1 1 .

Avantageusement, comme représenté sur la figure 20, l'entraînement de l'outil de rectification 20 est maintenu de manière que ce dernier passe en regard de toute la face supérieure de la partie de couche solidifiée C103'.O : de cette façon, en plus de corriger le défaut imprévisible d détecté par le rouleau 16, l'outil 20 corrige les éventuels autres défauts imprévisibles de la partie solidifiée C103'.O. Dans l'exemple de réalisation considéré ici, cela revient à translater l'outil 20 depuis l'une des extrémités axiales, selon l'axe X-X, du puits 12 jusqu'à son extrémité axiale opposée, pendant que la rotation de l'outil 20 sur lui-même est maintenue.

On comprend que, grâce à ce quatrième exemple de procédé de fabrication de l'objet 1 , les défauts prévisibles D sont traités systématiquement, sans même chercher à les détecter, ce qui évite, pour ces défauts prévisibles D, de mettre en œuvre des opérations de détection, telles que celles illustrées par les figures 17 et 18, tandis que des défauts imprévisibles d, c'est-à-dire apparaissant dans des parties de couches solidifiées correspondant à des sections autres que les sections à risque, sont tout de même éliminés, après avoir été détectés.

A titre d'aménagement optionnel avantageux, le procédé prévoit de « capitaliser » l'information relative aux défauts imprévisibles, dans le sens où, par apprentissage, le procédé acquière progressivement la faculté d'identifier comme étant à risque des sections pour lesquelles, lors de fabrications passées similaires, les parties de couche solidifiées correspondantes ont présenté de manière récurrente des défauts imprévisibles. Lors de fabrications futures, ces sections pourront ainsi être identifiées comme étant à risque.

AUTRES EXEMPLES DE PROCEDE DE FABRICATION

D'autres exemples de procédé de fabrication de l'objet 1 , en utilisant le dispositif 10, consistent à combiner tout ou partie des exemples de procédé décrits jusqu'ici. En particulier, une forme de réalisation particulièrement avantageuse consiste à ce que le procédé de fabrication prévoit, lors de l'étape préparatoire précitée, d'identifier les sections à risque comme étant aussi bien une ou des sections à zones multi-épaisseur juxtaposées, qu'une ou des sections à grande aire relative et qu'une ou des sections à contre-dépouille, avantageusement en intégrant à ce procédé une possibilité de détection et de correction des défauts imprévisibles.