Brevet FR3080561A1 — publié le 20191101

La présente invention concerne un dispositif de dépôt de matériaux polymères fusibles sous forme principale de granulé pour une fabrication additive adapté sur un système de déplacement tridimensionnel dans les axes X, Y et Z. Sur le marché, les différents dispositifs de fabrication additive utilisent des 5 matériaux ne répondant peu ou pas aux besoins des industriels pour des applications spécifiques (automobile, aéronautique, aérospatiale, armement) utilisant des matériaux coûteux, peu résistants. Ce dispositif permet d'utiliser des matériaux polymères fusibles sous forme de granulé contrairement aux autres matériaux existant sous forme de résines, de 10 poudres, de filaments. Ce dispositif permet d'utiliser des matériaux vendus par des grands groupes fabricants de matériaux plastiques qui les identifient grâce à des fiches techniques et normalisées. Ces dits matériaux (résines, poudres, filaments) n'ont pas ou peu d'informations techniques sur leurs caractéristiques (physique, 15 mécanique, choc, dureté, thermique, électrique, inflammabilité). Ce dispositif permet de chauffer une seule fois le matériau sous forme de granulé pour être déposé et préserve donc l'ensemble de ses caractéristiques. Ces dits matériaux essentiellement sous forme de filament, ont déjà subi une dégradation de leurs principales caractéristiques au contact de la chaleur pour 20 être transformés sous forme de filament. Ce filament devant être de nouveau chauffé pour être déposé. Ce dispositif permet d'utiliser des matériaux vendus par des grands groupes fabricants de matériaux plastiques permettant de réduire considérablement le coût de réalisation de la fabrication additive d'une pièce 25 imprimée contrairement à ces dits matériaux (résines, poudres, filaments) onéreux vendus généralement sous la forme de consommables propres à une marque. Dans l'art antérieur le moteur électrique d'entraînement se dégrade prématurément notamment les aimants permanents, dégradation provoquée par 30 une température élevée due au chauffage en continu de la tête d'impression. Ce 2 moteur en contact direct avec la vis sans fin par l'intermédiaire de l'arbre est encore plus fragilisé avec la conduction thermique de l'arbre de la vis sans fin vers l'arbre du moteur d'entraînement. D'autre part le filament de matériau polymère ne sort pas de façon régulière et 5 homogène. Il a déjà subi une dégradation thermique lors de sa phase de transformation par extrusion en filament. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Les dessins annexés illustrent l'invention : 10 La figure 1 représente le dispositif de la tête d'impression de la fabrication additive La figure 2 représente le dispositif de l'invention du profil à angle droit arrondi de la tête La figure 3 représente le dispositif de l'invention de l'entraînement de la vis 15 sans fin. L'invention concerne une tête d'impression pour fabrication additive de type imprimante 3D à partir de matériaux de type polymères sous forme de granulés fusibles comprenant des moyens chauffants des matériaux, des moyens 20 d'alimentation des matériaux comprenant une vis sans fin entrainée par un moteur jusqu'à une tête d'impression comprenant une buse d'impression remarquable en ce que l'axe principal de la vis sans fin est parallèle à la surface de référence de la pièce. 25 Selon des modes de réalisation particuliers : - la buse (14) comprend un profil à angle droit arrondi (1) dont le but est d'annuler le mouvement hélicoïdale de la matière fondue (11) créé par la rotation de la vis 3 sans fin (6) ce qui permet de faire sortir le filament (8) de matériau polymère de façon régulière, homogène et perpendiculairement à la surface de référence de la pièce (9). - l'arbre du moteur (3) est accouplé à l'arbre de la vis sans fin (6), les deux arbres étant différents, de manière décalée et éloignée via un moyen d'entraînement de type courroie ou chaîne (2) isolant thermiquement le moteur d'entraînement (3) pour éviter une dégradation de celui-ci prématurément, dégradation provoquée par une température élevée due au chauffage en continu de la tête d'impression. - l'arbre du moteur (3) est accouplé à l'arbre de la vis sans fin (6) via le moyen 10 d'entraînement (2) avec son axe principal parallèle à l'axe de la vis sans fin (6) facilitant l'effort mécanique de l'entraînement et favorisant un gain d'espace. - la tête comprend au voisinage d'au moins chaque extrémité du moyen d'entraînement un moyen refroidisseur de type ventilateur (5). - le matériau polymère sous forme de granulé (11) est chauffé thermiquement par 15 un moyen de résistance électrique (4) en contact avec le cylindre de chauffe (13) et le profil à angle droit arrondi de la tête (1). - le matériau polymère sous forme de granulé (11) alimente le corps de la tête (10) en continu par un moteur (12) accouplé à un axe type vis hélicoïdale en mouvement par rotation de cet axe (7) évitant par le phénomène de gravité de 20 créer un tassement du matériau polymère sous forme de granulé (11) et donc d'empêcher de créer une voute pour laisser le matériau polymère (11) descendre et d'alimenter le corps de la tête (10) REVENDICATIONS1/ Dispositif pour fabrication additive de type imprimante 3D à partir de matériaux de type polymères sous forme de granulés fusibles comprenant des moyens s chauffants des matériaux, des moyens d'alimentation des matériaux comprenant une vis sans fin entraînée par un moteur jusqu'à une tête d'impression comprenant une buse d'impression caractérisée en ce que l'axe principale de la vis sans fin est parallèle à la surface de référence de la pièce. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisée en ce que la buse (14) comprend un profil à angle droit arrondi (1) dont le but est d'annuler le mouvement hélicoïdale de la matière fondue (11) créé par la rotation de la vis sans fin (6) ce qui permet de faire sortir le filament (8) de matériau polymère de façon régulière, homogène et perpendiculairement à la surface de référence de la pièce (9). 3/ Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que l'arbre du 15 moteur (3) est accouplé à l'arbre de la vis sans fin (6), les deux arbres étant différents, de manière décalée et éloignée via un moyen d'entraînement de type courroie ou chaîne (2) isolant thermiquement le moteur d'entraînement (3) pour éviter une dégradation de celui-ci prématurément, dégradation provoquée par une température élevée due au chauffage en continu de la tête d'impression. 20 4/ Dispositif selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'arbre du moteur (3) est accouplé à l'arbre de la vis sans fin (6) via le moyen d'entraînement (2) avec son axe principal parallèle à l'axe de la vis sans fin (6) facilitant l'effort mécanique de l'entraînement et favorisant un gain d'espace. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 caractérisée en ce 25 qu'il comprend au voisinage d'au moins chaque extrémité du moyen d'entraînement un moyen refroidisseur de type ventilateur (5). 6/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce que le matériau polymère sous forme de granulé (11) est chauffé thermiquement par un moyen de résistance électrique (4) en contact avec le cylindre de chauffe 30 (13) et le profil à angle droit arrondi de la tête (1).