Brevet FR3074484A1 — publié le 20190607

CONTAINER INERTABLE DE TRANSPORT D'UNE POUDRE DE FABRICATION ADDITIVE [1] L'invention se situe dans le domaine de la fabrication additive a base de poudre par fusion des grains de cette poudre a l'aide d'une ou plusieurs sources de puissance comme un ou plusieurs faisceaux laser et/ou un ou plusieurs faisceaux d'electrons. [2] Plus precisement, l'invention se situe dans le domaine de la fabrication additive par depot de lit de poudre ou par projection de poudre. [3] L'invention vise a faciliter le transport et le stockage de plusieurs dizaines de litres de poudre de fabrication additive tout en preservant les qualites de la poudre. L'invention vise aussi a faciliter l'approvisionnement en poudre de differentes machines de fabrication additive ou d'autres dispositifs utiles a la fabrication additive comme des dispositifs de tamisage ou de sechage de poudre. L'invention vise aussi a faciliter la recuperation de poudre depuis differentes machines de fabrication additive ou depuis d'autres dispositifs utiles a la fabrication additive comme des dispositifs de tamisage ou de sechage de poudre, ou des dispositifs de nettoyage des pieces fabriquees et des plateaux de fabrication. Enfin, l'invention vise aussi a faciliter le conditionnement ou le reconditionnement de lots de poudre neuve ou recyclee. [4] Dans le domaine de la fabrication additive par depot de lit de poudre ou projection de poudre, la qualite des pieces fabriquees est directement liee a la qualite de la poudre de fabrication additive utilisee. Donc, si la qualite de la poudre est degradee au cours de son transport, de son stockage, ou de son transfert vers une machine de fabrication additive ou vers un autre dispositif, les pieces fabriquees avec cette poudre offriront de moins bonnes performances ou pourront meme presenter des defauts entrainant une mise au rebut de ces pieces. [005] Par exemple, la composition chimique d'une poudre de fabrication additive peut evoluer par reaction physico-chimique, comme par exemple par oxydation, par adsorption ou par absorption, au contact de la vapeur d'eau, de l'oxygene et/ou de l'azote contenus dans l'air present dans ('atelier oil est utilisee la poudre, et cette evolution peut entrainer une diminution de la resistance mecanique des pieces fabriquees ou une reduction de la resistance a la corrosion des pieces fabriquees. [006] Paral!element, et en raison de certains composes chimiques toxiques qu'elles peuvent contenir ou des risques d'incendie ou d'explosion lies a leur reactivite avec l'oxygene, certaines poudres de fabrication additives peuvent aussi presenter des risques 2 sanitaires, d'hygiene ou de surete vis-a-vis des personnes presentes dans les ateliers oil ces poudres sont manipulees et utilisees. [7] Donc, tant pour preserver leur qualite que la sante et la securite des personnes, it est generalement necessaire de transporter, de stocker et de transferer les poudres de 5 fabrication additive dans des contenants etanches ou dans des circuits fermes, et en evitant de mettre ces poudres au contact de l'air present dans les locaux ou ces poudres sont utilisees. [8] Actuellement, les poudres de fabrication additives sont fournies dans des pots scenes et contenant seulement quelques litres de poudre dans un gaz inerte. D'une part, 10 plusieurs pots sont necessaires a ('alimentation d'une machine de fabrication additive pour un cycle entier de production. De plus, ces pots ne permettent pas un stockage suffisamment hermetique a l'air exterieur et a la vapeur d'eau contenue dans cet air exterieur dans la duree. Et enfin, une fois ouvert, ces pots ne peuvent pas etre reutilises pour stocker de nouveau la poudre sous atmosphere inerte. 15 [009] II existe donc un besoin de pouvoir transporter plusieurs dizaines de litres de poudre de fabrication additive avec un seul contenant, reutilisable et capable de contenir la poudre sous atmosphere protegee et de maniere hermetique a l'air exterieur et a la vapeur d'eau contenue dans cet air exterieur dans la duree. [10] Enfin, les poudres de fabrication additive sont des produits fluides et insaisissables, 20 et it existe un besoin de faciliter la manipulation de ces poudres tout en preservant la qualite des poudres et la sante et la securite des personnes, par exemple en limitant les risques d'incendie et d'explosion lors du transport ou du transfert des poudres reactives a l'oxygene. [11] La presente invention a pour objectif de fournir une solution aux besoins precites. [12] A cet effet, l'invention a pour objet un container inertable de transport d'une poudre 25 de fabrication additive, le container comprenant un volume inertable et une ouverture principale donnant acces a l'interieur de ce volume inertable, le volume inertable comprenant une partie superieure et une partie inferieure, l'ouverture principale etant situee en partie inferieure du volume inertable, et la section du volume inertable augmentant progressivement dans au moins une partie de la hauteur de ce volume inertable et de la 30 partie inferieure vers la partie superieure du volume inertable. [013] Selon l'invention, l'ouverture principale est equipee d'une demi-vanne passive permettant de fermer cette ouverture principale de maniere etanche a l'air et a l'humidite de 3 l'air, et le container comprend au moins deux piquages d'inertage, au moins un premier piquage superieur donnant acces a la partie superieure du volume inertable et au moins un second piquage inferieur donnant acces a la partie inferieure du volume inertable. [14] Grace a la demi-vanne passive, le container permet de contenir la poudre sous 5 atmosphere protegee et de maniere hermetique a l'air exterieur et a la vapeur d'eau contenue dans cet air exterieur dans la duree, et grace aux piquages d'inertage et a la demivanne, le container peut etre rempli a nouveau avec un gaz inerte en vue d'une nouvelle utilisation avec un nouveau lot de poudre. [15] De plus, lorsque les piquages d'inertage sont relies a un circuit d'alimentation en 10 gaz inerte, ces piquages peuvent etre utilises pour maintenir a des valeurs constantes la pression et le taux de gaz inerte dans le container, permettant ainsi de pallier aux eventuelles micro-fuites et de garantir la qualite de la poudre contenue dans ce container dans le temps. [16] D'autres caracteristiques et avantages de l'invention apparaitront dans la 15 description qui va suivre. Cette description, donnee a titre d'exemple et non !imitative, se refere aux dessins joints en annexe sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un container selon l'invention dans un premier mode de realisation, - la figure 2 est une vue en coupe selon un plan median transversal d'un container selon 20 l'invention dans un premier mode de realisation, - la figure 3 est une vue en perspective d'un container selon l'invention dans un second mode de realisation, et - les figures 4A et 4B sont des vues de cote d'un container selon l'invention dans un second mode de realisation. 25 [017] L'invention est relative a un container inertable 10 de transport d'une poudre de fabrication additive tel qu'il est illustre par les figures 1 a 4B. [18] Par poudre de fabrication additive, l'invention entend une poudre dont les grains ont leur plus grande dimension inferieure ou egale a cinq cent micrometres. [19] Dans une application particulierement visee par la presente invention, les grains de 30 cette poudre sont susceptibles d'être alteres par un contact avec l'air present dans les locaux 4 oia cette poudre est utilisee ou par un contact avec l'humidite de cet air. [20] Par exemple, les poudres destinees a etre transportees ou stockees avec un container inertable selon ('invention sont des poudres metalliques comprenant au moins un ou plusieurs metaux oxydables au contact de l'oxygene ou de l'azote contenu dans l'air 5 present dans les locaux oia ces poudres sont utilisees. [21] En vue de transporter et de stocker une telle poudre de fabrication additive, le container 10 comprend un volume inertable 12 et une ouverture principale 14 donnant acces a l'interieur de ce volume inertable 12. Plus en detail, le volume inertable 12 comprend une partie superieure 16 et une partie inferieure 18, et l'ouverture principale 14 est situee en 10 partie inferieure 18 du volume inertable. [22] Afin d'eviter un reapprovisionnement d'une machine de fabrication additive en cours de production, le volume inertable 12 a une contenance d'au moins cinq litres et pouvant alter jusqu'a deux mille litres, la contenance du volume inertable etant adaptee au volume de la zone ou des zones de fabrication de la machine de fabrication additive en prenant en 15 compte la quantite de poudre pouvant etre deposee en exces par les moyens de mise en couche ou de projection de la poudre. [23] Pour eviter la creation de zones de retention de poudre dans le container 10, la section S12 du volume inertable 12 augmente progressivement dans au moins une partie de la hauteur H10 de ce volume inertable 12 et de la partie inferieure 18 vers la partie 20 superieure 16 de ce volume inertable 12. Donc, la section S12 du volume inertable 12 augmente progressivement au-dessus de l'ouverture principale 14, favorisant ainsi recoulement de la poudre vers cette ouverture principale. [24] Dans un premier mode de realisation illustre sur les figures 1 et 2, la section S12 du volume inertable 12 augmente progressivement dans la partie inferieure 18 de ce volume 25 inertable 12 et cette section S12 du volume inertable 12 reste constante dans la partie superieure 16 de ce volume inertable 12. [25] Dans un second mode de realisation illustre par les figures 3 et 4A et 4B, la section S12 du volume inertable 12 augmente progressivement dans toute la hauteur H10 de ce volume inertable 12. 30 [026] Le volume inertable 12 peut prendre une forme tronconique ou pyramidale dans la partie oia sa section S12 augmente progressivement. [027] Dans le premier et le second mode de realisation du container illustre sur les 5 figures, le volume inertable 12 prend une forme pyramidale a 4 faces avec des aretes arrondies entre ses differentes faces dans la partie oil sa section S12 augmente progressivement. [28] Afin d'eviter tout contact de la poudre avec l'air present a l'exterieur du volume 5 inertable 12, l'ouverture principale 14 est equipee d'une demi-vanne passive 20 permettant de fermer cette ouverture principale 14 de maniere etanche a l'air et a l'humidite. [29] En combinaison avec cette demi-vanne passive 20, et afin de pouvoir remplir le volume inertable 12 avec un gaz inerte, le container 10 comprend au moins deux piquages d'inertage, au moins un premier piquage superieur 22 donnant acces a la partie superieure 10 16 du volume inertable et au moins un second piquage inferieur 24 donnant acces a la partie inferieure 18 du volume inertable. [30] Avantageusement, la presence d'au moins deux piquages inferieur et superieur permet de remplir completement le volume inertable de gaz inerte independamment de la position dans laquelle est utilisee le container. 15 [031] Par gaz inerte, ('invention entend un gaz qui n'entraine pas de reaction physico- chimique, comme par exemple l'oxydation, l'absorption ou l'absorption, susceptible de degrader les caracteristiques et la qualite de la poudre de fabrication additive. Par exemple, pour certaines poudres, un gaz inerte peut etre l'azote, ('argon, ('helium ou un mélange de deux ou de trois de ces gaz. 20 [032] Ainsi, lorsque le container est utilise pour alimenter en poudre une machine de fabrication additive ou un autre dispositif de fabrication additive, le container est utilise avec son ouverture principale vers le bas, et le gaz inerte est introduit dans le volume inertable par un piquage superieur. Toutefois, pour faciliter recoulement de la poudre vers l'ouverture principale, du gaz inerte peut aussi etre introduit dans le volume inertable par un piquage 25 inferieur. Plus en detail, en etant introduit par un piquage inferieur, le gaz inerte circule dans la poudre et permet de briser une eventuelle voute de poudre qui se serait constituee audessus de l'ouverture principale. Lorsque du gaz inerte est ainsi introduit par un piquage inferieur, le piquage superieur peut etre utilise pour evacuer du gaz inerte et ainsi limiter la surpression de gaz inerte dans le volume inertable. 30 [033] A ('inverse, lorsque le container est utilise pour recevoir de la poudre depuis une machine de fabrication additive ou depuis un autre dispositif de fabrication additive, le container est utilise avec son ouverture principale vers le haut, et le gaz inerte est introduit dans le volume inertable par un piquage inferieur. 6 [34] Enfin, lorsque le container a ete ouvert, vide et mis en contact avec l'air exterieur, la demi-vanne passive est fermee, et deux piquages donnant acces au volume inertable sont utilises pour remplir a nouveau le volume inertable avec un gaz inerte, un premier piquage etant utilise pour introduire le gaz inerte dans le volume inertable et l'autre piquage 5 permettant d'evacuer les gaz non inertes presents a l'interieur du volume inertable et chasses par le gaz inerte introduit via le premier piquage. [35] Comme l'illustrent les differentes figures, le volume inertable etant ferme en partie superieure par une paroi superieure 27, chaque piquage inferieur 24 est situe a proximite immediate de l'ouverture principale 14, et chaque piquage superieur 22 est situe a proximite 10 immediate de la paroi superieure 27. [36] En vue de la fermeture hermetique du volume inertable, la demi-vanne passive 20 comprend un corps 25 supportant un papillon 26 de fermeture de l'ouverture principale 14 du container 12 et des moyens de verrouillage 28 de ce papillon en position fermee. [37] Ces moyens de verrouillage 28 sont deverrouilles par l'accouplement de la demi- 15 vanne passive avec une demi-vanne active, les moyens de verrouillage autorisant la separation de la demi-vanne passive et de la demi-vanne active uniquement lorsque le papillon 26 est en position fermee, et les moyens de verrouillage 28 maintenant le papillon 26 en position fermee tant que la demi-vanne passive n'est pas accouplee avec une demivanne active. 20 [038] Une demi-vanne active 30 destinee a etre accouplee avec la demi-vanne passive 20 du container 10 est illustree en figure 1. Cette demi-vanne active 30 comprend un corps 32 supportant un papillon 34 destine a etre accole au papillon 26 de la demi-vanne passive 20. De plus, cette demi-vanne active 30 comprend aussi un actionneur 36, par exemple pneumatique, permettant d'entrainer en rotation le papillon 34 de la demi-vanne active 30. 25 [039] Aussi, les moyens de verrouillage 28 du papillon en position fermee sont deverrouilles par l'accouplement du papillon 26 de la demi-vanne passive avec le papillon 34 de la demi-vanne active, la demi-vanne active comprenant des moyens de deverrouillage des moyens de verrouillage 28 de la demi-vanne passive 20. [040] Par exemple, le papillon 34 de la demi-vanne active forme ou supporte les moyens 30 de deverrouillage des moyens de verrouillage 28 de la demi-vanne passive 20. [041] Les moyens de verrouillage 28 de la demi-vanne passive 20 prenant par exemple la forme d'au moins une clavette ou d'au moins un goujon mobile en translation, la mise en 7 mouvement de cette clavette ou de ce goujon lorsque la demi-vanne passive est accouplee avec une demi-vanne active permet de liberer une rotation du papillon 26 et du papillon 34 autour d'un axe traversant I'ouverture principale 14. [042] Pour actionner le deverrouillage des moyens de verrouillage 28 de la demi-vanne 5 passive 20, les moyens de deverrouillage de la demi-vanne active prennent par exemple la forme d'au moins un pion, ou d'au moins une came, ou plus simplement d'au moins une surface permettant de mettre en mouvement la clavette ou le goujon des moyens de verrouillage 28 de la demi-vanne passive 20. Le pion, la came ou la surface des moyens de deverrouillage sont par exemple portes par le papillon 34 de la demi-vanne active. 10 [043] Lorsque la demi-vanne active est accouplee a la demi-vanne passive, les moyens de deverrouillage de la demi-vanne active deverrouillent les moyens de verrouillage de la demi-vanne passive, le papillon 34 de la demi-vanne active est accole au papillon 26 de la demi-vanne passive, et la mise en rotation du papillon 34 sous l'effet de l'actionneur 36 de la demi-vanne active entraine la mise en rotation du papillon 26 de la demi-vanne passive et 15 donc I'ouverture de I'ouverture principale 14. [44] Dans le second mode de realisation du container illustre par les figures 3, 4A et 4B, le volume inertable 12 comprenant un cote droit 38 et un cote gauche 40, le container comprend un piquage inferieur 24 et un piquage superieur 22 du cote droit du volume inertable, et le container comprend un piquage inferieur 24 et un piquage superieur 22 du 20 cote gauche du volume inertable. [45] Toujours dans le second mode de realisation du container illustre par les figures 3, 4A et 4B, le container 10 comprenant une partie inferieure 42 et une partie superieure 44, le container comprend au moins deux raccords inferieurs 46 positionnes en partie inferieure 42 du container et au moins deux raccords superieurs 48 positionnes en partie superieure 44 du 25 container. Un premier raccord superieur 48 et un premier raccord inferieur 46 sont relies par un meme conduit 50 a un piquage inferieur 24 donnant acces a la partie inferieure 18 du volume inertable, et un second raccord superieur 48 et un second raccord inferieur 46 sont relies par un meme conduit 52 a un piquage superieur 22 donnant acces a la partie superieure 16 du volume inertable. 30 [046] Ainsi, dans le second mode de realisation du container, le container comprenant des piquages inferieurs 24 et superieurs 22 des cotes droit 38 et gauche 40 du volume inertable, le container comprend quatre raccords de chaque cote du volume inertable. Du cote droit 38 du volume inertable, un raccord inferieur 46 et un raccord superieur 48 sont 8 relies par un meme conduit 50 a un piquage inferieur 24, et un raccord inferieur 46 et un raccord superieur 48 sont relies par un meme conduit 52 a un piquage superieur 22. Et du cote gauche 40 du volume inertable, un raccord inferieur 46 et un raccord superieur 48 sont relies par un meme conduit 50 a un piquage inferieur 24, et un raccord inferieur 46 et un 5 raccord superieur 48 sont relies par un meme conduit 52 a un piquage superieur 22. [047] Comme l'illustrent les differentes figures, le container 10 comprend un chassis 54 a l'interieur duquel est place le volume inertable 12. Ce chassis est sensiblement parallelepipedique et it permet de faciliter la manutention du volume inertable 12 et donc du container. 10 [048] Avantageusement, les raccords inferieur 46 et superieur 48 sont supportes par le chassis 54 du container. [49] Dans le container selon ('invention, la partie superieure 16 du volume inertable fait partie de la partie superieure 44 du container et la partie inferieure 18 du volume inertable fait partie de la partie inferieure 42 du container. Ainsi, les dimensions du container 10 sont 15 sensiblement identiques aux dimensions du volume inertable 12. [50] Toujours en vue de faciliter la manutention du volume inertable 12, le container 10 comprend des roulettes 56 en partie inferieure 42 et en partie superieure 44. Ces roulettes 56 sont supportees par le chassis 54 du container. [51] Dans le meme objectif, le chassis 54 du container permet de recevoir une poignee 20 58 escamotable en partie superieure 44 du container ou en partie inferieure 42 du container, en fonction de ('orientation dans laquelle est utilise le container (ouverture principale vers le haut ou ouverture principale vers le bas). [52] Enfin, pour permettre un nettoyage complet de l'interieur du volume inertable 12, le container 10 comprend une ouverture auxiliaire 60 donnant acces a l'interieur du volume 25 inertable 12, cette ouverture auxiliaire etant equipee d'un couvercle de fermeture 62. [53] Avantageusement, l'ouverture auxiliaire 60 est emmenagee en partie superieure 44 du volume inertable 12. Plus precisement, l'ouverture auxiliaire 60 est emmenagee au travers de la paroi superieure 27 du volume inertable 12. [54] Cette ouverture auxiliaire 60 est suffisamment grande pour pouvoir assurer un 30 nettoyage complet de l'interieur du volume inertable 12 et un bon controle visuel de l'interieur du volume inertable 12, ce controle visuel permettant de s'assurer que l'interieur du volume inertable 12 est propre et exempt de toute impurete avant de le refermer, de le remplir de gaz inerte et d'y REVENDICATIONS1. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive, le container (10) comprenant un volume inertable (12) et une ouverture principale (14) donnant acces a l'interieur de ce volume inertable, le volume inertable (12) comprenant une partie superieure (16) et une partie inferieure (18), l'ouverture principale (14) etant situee en partie inferieure (18) du volume inertable, et la section (S12) du volume inertable (12) augmentant progressivement dans au moins une partie de la hauteur (H10) du container (10) et de la partie inferieure (18) vers la partie superieure (16) du volume inertable, le container etant caracterise en ce que l'ouverture principale est equipee d'une demi-vanne passive (20) permettant de fermer cette ouverture principale (14) de maniere etanche a l'air et a l'humidite de l'air, et en ce que le container comprend au moins deux piquages d'inertage, au moins un premier piquage superieur (22) donnant acces a la partie superieure (16) du volume inertable et au moins un second piquage inferieur (24) donnant acces a la partie inferieure (18) du volume inertable. 2. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon la revendication 1, dans lequel, la demi-vanne passive (20) comprenant un corps (25) supportant un papillon (26) de fermeture de l'ouverture principale (14) du container, la demi-vanne passive (20) comprend des moyens de verrouillage (28) de ce papillon en position fermee. 3. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon la revendication 2, dans lequel les moyens de verrouillage (28) sont deverrouilles par l'accouplement de la demi-vanne passive avec une demi-vanne active, les moyens de verrouillage (28) autorisant la separation de la demi-vanne passive et de la demi-vanne active uniquement lorsque le papillon (26) est en position fermee, et les moyens de verrouillage (28) maintenant le papillon (26) en position fermee tant que la demi-vanne passive n'est pas accouplee avec une demi-vanne active. 4. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les moyens de verrouillage (28) du papillon (26) en position fermee sont deverrouilles par l'accouplement du papillon (26) de la demi-vanne passive avec le papillon d'une demi-vanne active, la demi-vanne active comprenant des moyens de deverrouillage des moyens de verrouillage (28) de la demi-vanne passive (20). 5. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon l'une des revendications precedentes, dans lequel, le volume inertable (12) comprenant un cote droit (38) et un cote gauche (40), le container comprend un piquage inferieur (24) et un piquage 11 superieur (22) du cote droit du volume inertable, et le container comprend un piquage inferieur (24) et un piquage superieur (22) du cote gauche du volume inertable. 6. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon l'une 5 des revendications precedentes, dans lequel, le container (10) comprenant une partie inferieure (42) et une partie superieure (44), le container comprend au moins deux raccords inferieurs (46) positionnes en partie inferieure (42) du container et au moins deux raccords superieurs (48) positionnes en partie superieure (44) du container, un premier raccord superieur (48) et un premier raccord inferieur (46) etant relies par un merne conduit (50) a un piquage inferieur (24) 10 donnant acces a la partie inferieure (18) du volume inertable, et un second raccord superieur (48) et un second raccord inferieur (46) etant relies par un merne conduit (52) a un piquage superieur (22) donnant acces a la partie superieure (16) du volume inertable. 7. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon l'une 15 des revendications precedentes, dans lequel la partie superieure (16) du volume inertable fait partie de la partie superieure (44) du container, et dans lequel la partie inferieure (18) du volume inertable fait partie de la partie inferieure (42) du container. 8. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon l'une 20 des revendications 1 a 7, dans lequel la section (S12) du volume inertable (12) augmente progressivement dans toute la hauteur (H10) de ce volume inertable (12). 9. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon l'une des revendications 1 a 7, dans lequel la section (S12) du volume inertable (12) augmente 25 progressivement dans la partie inferieure (18) de ce volume inertable (12), et dans lequel cette section (S12) du volume inertable (12) reste constante dans la partie superieure (16) de ce volume inertable (12). 10. Container inertable (10) de transport d'une poudre de fabrication additive selon l'une 30 des revendications precedentes, dans lequel le container (10) comprend une ouverture auxiliaire (60) donnant acces a l'interieur du volume inertable (12), cette ouverture auxiliaire etant equipee d'un couvercle de fermeture (62).