Brevet FR3059929A1 — publié le 20180615

PROCEDE DE FABRICATION ADDITIVE D'UN TUBE ET TUBE OBTENU A PARTIR DU PROCEDE La présente demande se rapporte à un procédé de fabrication additive d'un tube ainsi qu'à un tube obtenu à partir du procédé. La fabrication additive est un procédé de réalisation d'une pièce par ajout de matière, par empilement de couches successives. La fabrication additive d'une pièce comprenant une partie en porte-à-faux peut s'avérer problématique si ce dernier devient trop important. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un support sous la partie en porte-à-faux de la pièce à fabriquer. A l'issue de la fabrication additive, le support situé à l'extérieur de la pièce est retiré par une technique de retrait de matière. Dans le cas d'un tube coudé 10 illustré sur les figures 1 et 2, ce dernier comprend, au niveau de la portion coudée, deux parties 12 et 14 superposées disposées en porte-à-faux. Ainsi, lors de la fabrication additive, il est nécessaire de prévoir un premier support 16 disposé sous la première partie 12, à l'extérieur du tube coudé 10, et un deuxième support 18 disposé entre les première et deuxième parties 12 et 14, à l'intérieur du tube coudé 10. Ces premier et deuxième supports 16 et 18 doivent avoir une certaine épaisseur, approximativement la moitié de la section du tube, pour limiter les parties latérales en porte- à-faux 20 disposées de part et d'autre des premier et deuxième supports 16 et 18. Contrairement au premier support 16 situé à l'extérieur du tube coudé 10, le deuxième support 18 situé à l'intérieur du tube coudé 10 ne peut pas être retiré à l'issue de la fabrication additive. La présence de ce deuxième support 18 à l'intérieur du tube coudé 10 s'avère problématique à l'usage car il réduit considérablement la section de passage et génère des pertes de charge importantes. La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication additive pour obtenir un tube par empilage de couches de matière parallèles à une surface de dépose, le tube comprenant : - un axe, - une première surface médiane perpendiculaire à la surface de dépose et contenant l'axe du tube, et 3059929 2 - une deuxième surface médiane perpendiculaire à la première surface médiane et contenant l'axe du tube, le procédé de fabrication comprenant une étape de réalisation : d'une première partie disposée d'un premier côté de la deuxième surface médiane et 5 une deuxième partie disposée d'un second côté de la deuxième surface médiane, la première partie étant décalée vers la surface de dépose par rapport à la deuxième partie dans la première surface médiane, et d'au moins un support intercalé entre les première et deuxième parties, disposé à l'intérieur du tube. 10 Selon l'invention, le support a, dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube, une section en Y qui comporte une jambe et deux branches, la jambe comprenant une première extrémité reliée à la première partie et une deuxième extrémité reliée aux deux branches, chaque branche comprenant une première extrémité reliée à la deuxième partie et une deuxième extrémité reliée à la jambe. 15 Selon l'invention, le support positionné à l'intérieur du tube a une section réduite nettement inférieure à la section d'un support de l'art antérieur. Ainsi, la section de passage du tube coudé n'est pas réduite et les pertes de charge induites par le deuxième support sont très limitées. Selon d'autres caractéristiques, 20 la jambe est positionnée sur la première surface médiane, le support est symétrique par rapport à la première surface médiane, les premières extrémités des branches sont élargies pour réduire l'espacement entre les deux branches au niveau de la deuxième partie, les branches sont configurées pour que les branches et la deuxième partie délimitent 25 une section de passage carrée ou en losange avec des angles arrondis, la jambe et des branches ont une épaisseur égale ou inférieure à un dixième du diamètre intérieur du tube, la jambe et des branches ont des bords d'attaque et/ou des bords de fuite avec un profil arrondi, le support comprend au moins un renfort. 3059929 3 L'invention a également pour objet un tube obtenu à partir du procédé de fabrication additive selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l'invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur 5 lesquels : La figure 1 est une vue latérale d'un tube coudé qui illustre un procédé de fabrication additive selon l'art antérieur, La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1, La figure 3 est une vue latérale d'un tube coudé qui illustre un procédé de fabrication 10 additive selon l'invention, La figure 4 est une coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3, La figure 5 est une section d'un tube coudé qui illustre un mode de réalisation de l'invention, La figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 3, et 15 Les figures 7A et 7B sont des sections transversales d'un tube coudé qui illustrent d'autres modes de réalisation de l'invention. Sur les figures 3 à 5, un tube coudé 22 s'étend entre une première extrémité 24 et une deuxième extrémité 26. Lors de la réalisation de ce tube coudé 22 par une technique de fabrication additive, la 20 première extrémité 24 est disposée en appui contre une surface de dépose 28 et le tube coudé 22 est réalisé en empilant successivement des couches 29 de matière parallèles à la surface de dépose 28. Pour la suite de la description, un plan d'empilement est un plan parallèle à la surface de dépose 28, une direction d'empilement est perpendiculaire aux plans d'empilement et 25 correspond à la verticale, un plan transversal est un plan perpendiculaire à l'axe A22 du tube coudé. Le tube coudé 22 présente une première surface médiane SM1 perpendiculaire à la surface de dépose 28 et contenant l'axe A22, ainsi qu'une deuxième surface médiane SM2 qui est perpendiculaire à la première surface médiane SM1 et qui suit l'axe A22. Généralement la première surface médiane SM1 est un plan médian. Cependant, l'invention 30 n'est pas limitée à un tube avec un seul rayon de courbure, comme illustré sur les figures 3 et 4. 3059929 4 Le tube coudé 22 comprend une portion en porte-à-faux 30 qui présente une première partie 32 disposée d'un premier côté de la deuxième surface médiane SM2 et une deuxième partie 34 disposée d'un second côté de la deuxième surface médiane SM2. Ainsi, dans la première surface médiane SM1, la première partie 32 est décalée vers la surface de dépose 28 par 5 rapport à la deuxième partie 34. Le procédé de fabrication additive du tube coudé 22 comprend la réalisation, simultanément au tube coudé 22, d'un premier support 36 intercalé entre la surface de dépose 28 et la première partie 32. Ce premier support 36 a des dimensions permettant de limiter les zones de la première partie 32 en porte-à-faux. Ce premier support a une épaisseur (dimension 10 prise selon une direction perpendiculaire à la première surface médiane SM1) importante sensiblement égale à la moitié du diamètre extérieur du tube coudé 22. Ce premier support 36 est situé à l'extérieur du tube coudé 22. Il peut être supprimé à l'issue du procédé de fabrication additive. Ce premier support 36 peut être identique au premier support de l'art antérieur. 15 Le procédé de fabrication additive du tube coudé 22 comprend également la réalisation, simultanément au tube coudé 22, d'un deuxième support 38 intercalé entre les première et deuxième parties 32, 34, et situé à l'intérieur du tube coudé 22. Dans un plan transversal, le deuxième support 38 a une section en Y, et comprend une jambe 40 et deux branches 42 et 44. La jambe 40 comprend une première extrémité 40.1 reliée à la 20 première partie 32 et une deuxième extrémité 40.2 reliée aux deux branches 42, 44. Chaque branche 42, 44 comprend une première extrémité 42.1, 44.1 reliée à la deuxième partie 34 et une deuxième extrémité 42.2, 44.2 reliée à la jambe 40. Le deuxième support 38 est symétrique par rapport à la première surface médiane SM1 et la jambe 40 est positionnée sur la première surface médiane SM1. 25 Les premières extrémités 42.1 et 44.1 des branches 42, 44 sont espacées de manière à limiter les zones de la deuxième partie 34 en porte-à-faux de part et d'autre des branches 42, 44. Selon un mode de réalisation, les premières extrémités 42.1 et 44.1 des branches 42, 44 sont espacées d'une distance sensiblement égale à la moitié du diamètre extérieur du tube coudé 22. 3059929 5 La jambe 40 et les branches 42, 44 ont des épaisseurs réduites, déterminées pour assurer la reprise des efforts (notamment le poids de la deuxième partie 34) et les transmettre à la première partie 32 pour qu'ils soient repris in fine par le premier support 36. Pour donner un ordre de grandeur, l'épaisseur de la jambe 40 et des branches 42, 44 est 5 égale ou inférieure à un dixième du diamètre intérieur du tube coudé 22. Ainsi, le deuxième support 38 a une section réduite nettement inférieure à la section du deuxième support de l'art antérieur. Contrairement à l'art antérieur, la section de passage du tube coudé 22 n'est pas réduite et les pertes de charge induites par le deuxième support 38 sont très limitées. Ces pertes de charge peuvent être compensées en augmentant 10 légèrement le diamètre intérieur du tube coudé 22. Selon un mode de réalisation, le deuxième support 38 s'étend entre un premier plan transversal P1 et un second plan transversal P2. Ces plans transversaux P1 et P2 sont les plus espacés possibles. Au niveau des plans transversaux Pl, P2, la jambe 40 et les branches 42, 44 ont 15 respectivement des bords d'attaque 46 et/ou des bords de fuite avec un profil arrondi, comme illustré sur la figure 6 pour limiter les pertes de charge. Selon une autre caractéristique, les premières extrémités 42.1, 44.1 des branches 42, 44 sont élargies pour réduire l'espacement entre les deux branches 42, 44 au niveau de la deuxième partie 34. Selon un mode de réalisation, les branches 42, 44 sont configurées pour que les 20 branches 42, 44 et la deuxième partie 34 délimitent une section de passage 48 carrée ou en losange avec des angles arrondis. Cette configuration permet de réduire les zones en porte-à-faux entre les branches 42, 44. La jambe 40 comprend au niveau de la zone de jonction avec la première partie des rayons de courbure réduits de part et d'autre de la jambe 40. Les branches 42, 44 ont au niveau de 25 la zone de jonction avec la deuxième partie, à l'extérieur des branches 42, 44 des rayons de courbure réduits. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit. Selon une autre configuration, la première partie 32 du tube coudé 22 repose directement sur la surface de dépose 28. Dans cette configuration, le procédé de fabrication additive comprend la 30 réalisation d'un seul support 38 intercalé entre les première et deuxième parties 32, 34 et 3059929 6 disposé à l'intérieur du tube coudé 22. De plus, l'invention n'est pas limitée à un tube coudé. Ce dernier peut être droit. Enfin, le deuxième support 38 avec une section en Y peut être renforcé, notamment en fonction du diamètre du tube coudé 30, par au moins un renfort 50. Ainsi, selon un mode de 5 réalisation illustré par la figure 7A, le deuxième support 38 comprend une jambe 40, deux branches 42, 44 ainsi qu'un renfort 50 positionné entre les deux branches 42 et 44, dans le prolongement de la jambe 40. Selon un autre mode de réalisation illustré par la figure 7B, le deuxième support comprend une jambe 40, deux branches 42 et 44 ainsi que deux renforts 50' positionnés entre les 10 branches 42 et 44, chacun reliant l'une des branches 42 et 44 et la deuxième partie 34. D'autres solutions sont envisageables pour le ou les renfort(s) 50, 50', le nombre de renforts étant fonction du diamètre du tube. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication additive pour obtenir un tube (22) par empilage de couches (29) de matière parallèles à une surface de dépose (28), le tube (22) comportant : un axe (A22), une première surface médiane (SM1) perpendiculaire à la surface de dépose (28) et contenant l'axe (A22) du tube (22), une deuxième surface médiane (SM2) perpendiculaire à la première surface médiane (SM1) et contenant l'axe (A22) du tube (22), le procédé de fabrication comprenant une étape de réalisation : d'une première partie (32) disposée d'un premier côté de la deuxième surface médiane (SM2) et une deuxième partie (34) disposée d'un second côté de la deuxième surface médiane (SM2), la première partie (32) étant décalée vers la surface de dépose (28) par rapport à la deuxième partie (34) dans la première surface médiane (SM1), et d'au moins un support (38) intercalé entre les première et deuxième parties (32, 34), disposé à l'intérieur du tube (22), caractérisé en ce que le support (38) a, dans un plan perpendiculaire à l'axe (A22) du tube, une section en Y qui comporte une jambe (40) et deux branches (42, 44), la jambe (40) comprenant une première extrémité (40.1) reliée à la première partie (32) et une deuxième extrémité (40.2) reliée aux deux branches (42, 44), chaque branche (42, 44) comprenant une première extrémité (42.1, 44.1) reliée à la deuxième partie (34) et une deuxième extrémité (42.2, 44.2) reliée à la jambe (40). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jambe (40) est positionnée sur la première surface médiane (SM1). 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support (38) est symétrique par rapport à la première surface médiane (SM1). 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premières extrémités (42.1, 44.1) des branches (42, 44) sont élargies pour réduire l'espacement entre les deux branches (42, 44) au niveau de la deuxième partie (34). 3059929 8 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les branches (42, 44) sont configurées pour que les branches (42, 44) et la deuxième partie (34) délimitent une section de passage (48) carrée ou en losange avec des angles arrondis. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jambe 5 (40) et des branches (42, 44) ont une épaisseur égale ou inférieure à un dixième du diamètre intérieur du tube (22). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jambe (40) et des branches (42, 44) ont des bords d'attaque (46) et/ou des bords de fuite avec un profil arrondi. 10 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (38) comprend au moins un renfort (50, 50'). 9. Tube obtenu à partir du procédé de fabrication additive selon l'une des revendications précédentes.