Brevet FR3024958A1 — publié le 20160226

- 1 - La présente invention concerne un dispositif d'impression en trois dimensions à double têtes d'extrusions mobiles. L'impression tridimensionnelle ou impression 3D est une technique de fabrication additive développée pour le prototypage rapide. L'impression tri- dimensionnelle permet de produire un objet réel. Le fichier en trois dimensions est envoyé vers une imprimante spécifique qui le découpe en tranches et dépose de la matière couche par couche pour obtenir l'objet final. C'est l'empilement de ces couches qui crée un volume. Dans le domaine technique de l'invention, une bobine de fil thermoplastique est fondu puis extrudé par une ou plusieurs têtes d'extrusions. Ces objets tridimensionnels pouvant être de plusieurs matières différentes ou d'une matière constituant l'objet et une autre matière soluble dans un solvant constituant le support de la matière des dits objets. L'impression d'un objet tridimensionnel avec deux matières différentes est traditionnellement réalisée par un dispositif de double tête d'extrusion. Une tête dépose la première matière pendant que la seconde tête est inutilisée et n'extrude pas de matière. Ce dispositif imprime séquentiellement : tête N° 1, puis tête N°2, puis à nouveau tête N°1 et ainsi de suite. Ces dispositifs ont deux inconvénients : - Le premier inconvénient en cours d'extrusion avec les deux têtes d'extrusion est de fréquemment laisser des marques et déformations sur l'objet imprimé. En effet, la tête d'extrusion qui n'est pas utilisée est au même niveau vertical que l'objet en cours d'impression, cette tête d'extrusion passe sur l'objet, le déforme et provoque des marques sur l'objet ou encore laisse des dépots de matière. - Le second inconvénient avec un dispositif à têtes fixes est de réduire l'espace d'impression de l'imprimante. Les imprimantes ayant un volume d'impression 25 prédéfini, l'impression avec deux têtes fixes réduit la distance de déplacement à l'intérieur du volume de l'imprimante . Le dispositif de cette invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet selon une première caractéristique, un support comportant les deux têtes d'extrusion individuelles, ce support est mobile par rapport à la 30 platine de l'imprimante réalisant alors le recul de la tête d'impression non utilisée. Ce dit support étant controlé de facon préférentielle par un mécanisme de biellette ou de came. Ainsi lorsque la tête N°1 extrude le fil fondu, la tête N°2 recule et ne touche plus l'objet en cours d'impression. Selon des modes particuliers de réalisation : 3024958 - 2 - - Le support peut être fixé sur la platine de l'imprimante tridimensionnelle par un système de double rotules. Ces rotules pouvant être décalées de la platine de l'imprimante par une entretoise. - Les axes des têtes d'extrusions individuelles peuvent être inclinés par 5 rapport à l'axe vertical du support, permettant à la tête d'extrusion active d'être en position verticale lors de l'impression. La tête qui n'imprime pas ayant été reculée par le pivotement. - Le pivotement du support peut être réalisé par système de servo-moteur pilotant un levier controlant une biellette fixée sur l'imprimante, ou encore 10 pilotant un système de came. - Deux vis butées munies de contre-écrous permettent d'ajuster avec précision les deux positions extrêmes du support des têtes d'impression. - Un ressort de compression ou de traction permet de compenser les jeux et d'éviter les vibrations. 15 Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente l'art antérieur : un exemple de tête d'extrusion double fixe vu de face. La figure 2 représente le dispositif de l'invention vu de face. La figure 3 représente le dispositif de l'invention vu en perspertive présentant le 20 servo-moteur et la biellette. La figure 4 représente le dispositif de l'invention vu de face lorsque le dispositif imprime avec la tête d'extrusion N°1 La figure 5 représente le dispositif de l'invention vu de face lorsque le dispositif imprime avec la tête d'extrusion N°2 En référence à ces dessins. Comme illustré dans la figure 1, l'art antérieur utilise des buses d'extrusion fixes, la buse d'extrusion active(22) dépose la couche(20) sur l'objet(19), la buse non active(23) entre en contact avec la couche en cours d'impression au point de contact(24) et créé des marques ou déforme l'objet en cours d'impression. Le dispositif de cette invention comporte un support(1), dont deux extrémités comportent un alésage permettant d'insèrer deux rotules(2). Ces rotules autorisent le pivotement du dit support par rapport à la platine de l'imprimante(3) selon un axe passant par le centre des deux rotules(2). Ces dites rotules peuvent être fixées par l'intermédiaire de vis(4) et 35 d'entretoises(5). 3024958 3- Un servo moteur(6) ou tout autre moyen mécanique, électromécanique, pneumatique ou autre permettant le pilotage du pivotement est fixé sur une plateau(16) solidaire du support(1) par une équerre(17) ou tout autre moyen de fixation. Ce servo moteur contrôle le pivotement par l'intermédiaire d'un 5 levier(7), d'un système de biellette (8) et de rotules (9). La longueur de la biellette(8) est réglable par vis et permet d'ajuster la distance entre les rotules(9). Une vis butée(10) munie d'un contre-écrou(11) permet d'ajuster avec précision la position du support(1) lorsque la buse d'extrusion N°2(14) est en 10 position d'impression. Une vis butée(10a) munie d'un contre-écrou(11a) permet d'ajuster avec précision la position du support(1) lorsque la buse d'extrusion N°1(13) est en position d'impression. Un ressort de traction ou de compression (12) permet de compenser les 15 jeux lors du fonctionnement du dispositif. Les buses d'extrusion N°1(13) et N°2(14) et corps de chauffe(15a)(15b) sont solidaires du support(1) et sont inclinées d'un angle égal ou proche de l'angle de rotation possible du support(1). La matière à extruder parvient aux buses d'extrusion par deux canaux(25)(26). 20 Lorsque la tête d'impression N°1 imprime l'objet(19), le servo moteur(6) pivote le levier(7) qui, par l'intermédiaire des rotules(9) et bielletes(8), fait pivoter le support(1) jusqu'à ce que la vis butée(10a) touche la platine de l'imprimante(3) sur la portée(18a). La buse N°1(13) se trouve alors en position verticale alors que la buse N°2(14) se trouve en dehors de la zone d'impression 25 et ne touche plus la couche en cours d'impression(20) comme détaillé dans la Figure 4. Ce procédé s'applique aussi bien à la tête N°1(13) ou N°2(14) comme détaillé dans la figure 5 Un second avantage du dispositif en découle, lorsque les buses pivotent, la 30 distance(21) entre les buses en position d'impression est réduite, ce qui permet d'augmenter le volume d'impression à la différence d'un dispositif traditionnel(fig 1). Le dispositif est particulièrement destiné à l'impression tridimensionnelle d'objets par extrusion de fil fondu. REVENDICATIONS1. Dispositif pour éviter de marquer et laisser des traces sur un objet(19) en cours de réalisation lors de l'impression en trois dimensions de cet objet(19) à l'aide de deux buses d'extrusions, caractérisé par le fait qu'il comporte un support(1) mobile ou de façon préférentielle pivotant selon un axe, équipé de ces deux buses d'extrusion(13)(14) permettant à la buse d'extrusion inutilisée de reculer lors du pivotement et ainsi d'éviter de déformer et marquer l'objet(19) et la couche en cours d'impression(20). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pivotement ou le déplacement du support(1) permet de réduire la distance(21) entre les buses d'extrusion(13)(14) autorisant un plus grand volume d'impression. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que les buses d'extrusion N°1(13) et N°2(14) et corps de chauffe(15a) (15b) sont inclinées d'un angle égal ou proche de l'angle de rotation possible du support(1). Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le fait qu'une biellette(8) et rotules(9) ou une came reglable permet le pivotement ou le déplacement d'un support de buse d'extrusion ; Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le fait qu'un servo moteur(6) ou tout autre moyen mécanique, électromécanique, pneumatique ou autre permetttant le pilotage du pivotement ou du déplacement, contrôle le déplacement du support(1).