Brevet FR3100006A1 — publié le 20210226

Description Titre de l'invention : SYSTÈME DE DÉVIDAGE D'UN FIL MUNI D'UN DISPOSITIF DE NETTOYAGE DUDIT FIL Domaine technique [0001] L'invention concerne un système de dévidage d'un fil, en particulier pour la fusion du fil et la fabrication d'une pièce par fabrication additive par dépôt de ce fil, muni d'un dispositif de nettoyage dudit fil. L'invention concerne également un procédé de nettoyage d'un fil au moyen d'un tel système de dévidage. Technique antérieure [0002] De façon connue, des procédés de fabrication additive directe par dépôt de fil, également connus sous le nom de procédés LMD (acronyme de l'expression anglaise « Laser Metal Deposition ») ou DED (acronyme de l'expression anglaise « Direct Energy Deposition »), permettent de réaliser des pièces complexes, notamment pour le domaine de l'aéronautique, en déposant et en empilant des couches successives d'un matériau destiné à la fabrication de la pièce. [0003] Le principe d'un procédé LMD avec un apport de matériau sous forme de fil consiste en la mise en couche par dépôt du fil de matériau en fusion. Ceci est réalisé à partir d'une machine de fabiication additive par dépôt de fil, notamment représentée en figures 1 et 2. Une telle machine 10 comporte un système d'apport 12 d'un fil métallique qui est configuré pour apporter un fil métallique 14 jusqu'à une buse d'amenée du fil 16. La buse d'amenée du fil 16 est configurée pour guider le fil jusqu'à une zone de dépôt où ce dernier est mis en fusion grâce à des moyens de génération d'une énergie 18 configurés pour émettre un faisceau 20 d'énergie concentrée, par exemple un laser ou un faisceau d'électrons. Lorsque le fil 14 sort de la buse d'amenée du fil 16, il est mis en fusion par le faisceau 20 d'énergie focalisée qui produit une énergie suffisamment élevée pour faire fondre le matériau du fil 14 dans la zone de dépôt. Le métal en fusion est ainsi déposé à la surface du substrat 22. À mesure que le système se déplace au-dessus du substrat 22, le métal en fusion précédemment déposé se solidifie en refroidissant et forme la pièce 24. [0004] La machine 10 comporte ainsi une chaine de dévidage, ou ligne de dévidage, le long de laquelle le fil métallique 14 est dévidé d'une bobine de support (non représentée), puis passé à travers la buse d'amenée du fil 16 afin d'être déposé sur le substrat à l'endroit approprié pour être fondu. [0005] Ces procédés sont toutefois confrontés à des problèmes dus à la qualité du fil utilisé, et notamment à sa propreté. [0006] En effet, la principale source de pollution des fils provient des savons utilisés lors du 2 tréfilage préalable des fils. Cette pollution contribue à boucher les buses d'amenée du fil de la machine, et donc à entrainer un arrêt du procédé. [0007] Il existe des machines de fabrication additive sur lesquelles un grattoir est pincé sur le fil, en amont de la chainc de dévidage. Par exemple, la figure 3 représente une bobine de support 26 dont le fil 14 est nettoyé à l'aide d'un grattoir 28, avant le système d'apport 12. Le grattoir 28 est maintenu pincé sur le fil 14 à l'aide d'une pince 30. [0008] Toutefois, l'efficacité du grattoir n'est pas optimale pour les rechargements longs. En fonction de sa composition, le grattoir est également une source de pollution. De plus, le fait de pincer le grattoir sur le fil ne permet aucun réglage. En outre, avec un tel grattoir, le nettoyage du fil est réalisé en amont de la chaîne de dévidage. [0009] L'invention a pour objectif de proposer une solution permettant de remédier à au moins certains dc ces inconvénients. [0010] En particulier, la présente invention propose de pouvoir nettoyer le fil en aval de la chainc de dévidage. Résumé de l'invention [0011] À cet effet, l'invention concerne un système de dévidage d'un fil, en particulier pour la fusion dudit fil et la fabrication d'une pièce par fabrication additive par dépôt dudit fil, comprenant : [0012] - un fil enroulé sous la forme d'une bobine, - un dévidoir configure pour dévider ledit fil de ladite bobine, ledit fil s'étendant longitudinalement selon un axe dans ledit dévidoir, [0013] ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend, dans ledit dévidoir : [0014] - un dispositif de nettoyage dudit fil comprenant au moins deux tampons agencés radialernent de part et d'autre dudit fil, et des moyens de serrage et dc positionnement desdits tampons configurés pour agencer et maintenir lesdits tampons en contact avec ledit fil. [0015] Avantageusement, selon l'invention, le fil est nettoyé en aval de la chainc de dévidage, ce qui permet un nettoyage du fil de façon plus efficace que dans l'art antérieur. En effet, le nettoyage du fil après la chainc de dévidage permet dc ne pas repolluer le fil dans le système de redressage. De ce fait, les tampons de nettoyage ne génèrent pas de pollution supplémentaire, mais permettent un nettoyage convenable du fil, sans entraver le passage de ce dernier. [0016] Les tampons peuvent être réalisés en textile. Ainsi, les tampons peuvent être réalisés en matière neutre afin de ne pas générer de pollution supplémentaire sur le fil. [0017] Les tampons peuvent être de forme générale cylindrique. Cette forme des tampons permet le démontage et le changement rapide de ces derniers. 3 100181 L'épaisseur de chaque tampon est au moins quatre fois supérieure au diamètre du fil. Une telle épaisseur des tampons permet de garantir que l'intégralité du fil passant entre les deux tampons est. nettoyée. [0019] Les tampons peuvent être fixés sur les moyens de serrage et de positionnement. Ceci permet de garantir le positionnement des tampons vis-à-vis du fil, et de garantir leur maintien en contact avec le fil. En effet, les tampons ne peuvent être déplacés lorsque le fil est dévidé. [0020] Le système de dévidage peut également comprendre une busc d'amenée du fil agencée en sortie du dévidoir. Ainsi, le dispositif de nettoyage est agencé à proximité de la busc d'amenée du fil, et avantageusement au plus proche possible de la buse d'amenée du fil. Ceci permet, en cas d'arrêt du procédé, de sortir le fil de son logement, sans endommager le système. [0021] Le système de dévidage peut également comprendre un tachymètre. Un tachymètre est un dispositif configure pour mesurer la vitesse dc déplacement du fil en mouvement. Dans ce cas, le dispositif de nettoyage est agencé en aval dudit tachymètre, le sens de dévidage dudit fil étant de l'amont vers l'aval. Ceci permet d'optimiser l'encombrement du système, et d'avoir le dispositif de nettoyage à proximité de la buse d'amenée du fil. [0022] Le dispositif de nettoyage peut donc être agencé entre le tachymètre et la buse d'amenée du fil. Ceci permet une optimisation de l'encombrement du dispositif de nettoyage. [0023] Le système de dévidage peut également comprendre un capot agencé autour des moyens de serrage et de positionnement. Avantageusement, ce capot permet une protection du dispositif de nettoyage, et en particulier des tampons. [0024] L'invention concerne également une installation pour la réalisation d'un procédé de fabrication additive par dépôt de fil comprenant un système de dévidage selon l'invention. [0025] L'invention concerne également un procédé de nettoyage d'un fil au moyen d'un système de dévidage selon l'invention, comprenant une étape consistant à, en cours du dévidage du fil, un passage du fil entre les tampons de manière à ce que le fil soit en contact avec chaque tampon. Brève description des dessins [0026] La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : [0027] [fig.1] la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une machine de fabrication additive par dépôt de fil, [0028] [fig.2] la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe d'une machine de fabrication additive par dépôt de fil, [0029] [fig.3] la figure 3 représente très schématiquement une partie d'une machine de fa- brication additive par dépôt de fil comprenant un système de nettoyage selon l'art antérieur, [0030] [fig.4] la figure 4 représente schématiquement une vue en coupe d'une partie d'un système de dévidage d'un fil selon l'invention, [0031] [fig.5] la figure 5 représente schématiquement une vue en perspective d'une partie d'un système de dévidage d'un fil selon l'invention, et [0032] [fig.6] la figure 6 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif de nettoyage d'un système de dévidage d'un fil selon l'invention. [0033] Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en oeuvre ont les mêmes références dans les figures. Description des modes de réalisation [0034] Les figures 4 et 5 représentent un système de dévidage 100 d'un fil 102, notamment d'une installation pour la réalisation d'un procédé de fabrication additive par dépôt de fil. [0035] Le système de dévidage 100 comporte un fil 102 enroulé sous la forme d'une bobine (non représentée), et un dévidoir configure pour dévider le 111 102 de la bobine. Le fil 102 s'étend longitudinalement selon un axe, noté A, dans le dévidoir. [0036] Le fil 102 peut être un fil métallique. Par exemple, le fil 102 peut être réalisé en titane chargé 6% aluminium et 4% vanadium (TA6V) ou alliage métallique, tel que l' Inconel 718 0. [0037] Le système 100 comporte, dans le dévidoir, un dispositif de nettoyage 104 du fil 102. Le dispositif de nettoyage 104 est plus précisément représenté en figure 6. [0038] Le dispositif de nettoyage 104 comporte au moins deux tampons 106a, 106b agencés radialement de part et d'autre du fil 102. [0039] Les tampons 106 peuvent être réalisés en matière neutre, par exemple en textile. [0040] Les tampons 106 peuvent être de forme générale cylindrique, notamment à base circulaire comme représenté sur la figure 6, ou polygonale, ou ovale, ou encore quelconque. Ainsi, la forme des tampons 106 est une forme conventionnelle, ce qui permet le démontage et le changement rapide de ces derniers. [0041] Chaque tampon 106a, 1066 peut comprendre une première partie 108a, 108b, dite de préhension, configurée pour permettre la préhension du tampon lors d'un changement de ce dernier, et une deuxième partie 110a, 110b, dite de nettoyage, configurée pour être en contact avec le fil afin de nettoyer ce dernier. [0042] Chaque première et deuxième partie 108, 110 peut être de forme générale cy- lindrique, notamment à base circulaire comme représenté sur la figure 6, ou polygonale, ou ovale, ou quelconque. [0043] En variante, chaque tampon 106a, 106b peut comprendre une unique partie configure° pour permettre la préhension du tampon lors d'un changement de ce dernier et configurée pour être en contact avec le fil afin de nettoyer ce dernier. Cette partie unique peut être de forme générale cylindrique, notamment à base circulaire, ou polygonale, ou ovale, ou quelconque. [0044] L'épaisseur E de chaque tampon 106, et en particulier l'épaisseur de la deuxième partie 110 ou de la partie unique, peut être au moins quatre fois supérieure au diamètre du fil 102. Par exemple, la partie unique peut avoir une épaisseur d'environ 4 mm. [0045] Le dispositif de nettoyage 104 comporte également des moyens de serrage et de posi- tionnement 1 1 2 des tampons 106 configurés pour agencer et maintenir les tampons 106 en contact avec le fil 102. Les moyens de serrage et de positionnement 112 permettent de garantir un contact entre le fil 102 et les tampons 106. Ainsi, le fil 102 passe entre les deux tampons 106 afin d'ôter toutes les traces du savon qui pourraient rester sur le fil 102. [0046] Les tampons 106 peuvent être fixés sur les moyens de serrage et de positionnement 112. En particulier, le tampon 106a est fixé sur les moyens de serrage et de positionnement 1 12a. et le tampon 106b est fixé sur les moyens de serrage et de positionnement 112b. Les moyens de serrage et de positionnement 112a, 122b peuvent être distincts l'un de l'autre, ou être monoblocs. [0047] Le système de dévidage 100 comporte également une buse 114 d'amenée du fil 102 agencée en sortie du dévidoir. La buse 114 permet le guidage du fil 102 vers la zone de dépôt. Le dispositif de nettoyage 104 est situé à proximité de la buse 114, notamment le plus proche possible de la buse 114, de sorte qu'en cas d'arrêt du procédé, le fil 102 sorte de son logement sans endommager l'ensemble. [0048] Le système de dévidage 100 comporte également un tachymètre 116. En particulier, le dispositif de nettoyage 104 est agencé entre le tachymètre 116 et la buse 114 d'amenée du fil 102. Le fil 102 se dévidant d'amont en aval, le dispositif de nettoyage 104 est agencé en aval dudit tachymètre 116. [0049] Ainsi, pour être plus efficace que les dispositifs de nettoyage selon l'art antérieur tel que le grattoir, le dispositif de nettoyage 104 selon l'invention peut être installé au plus proche possible de la buse 114, de préférence sous le tachymètre 116. En particulier, ce dispositif peut remplacer le système de tachymètre classique utilisé dans l'art antérieur. [0050] Le système de dévidage 100 comporte également un capot 118 de protection agencé autour des moyens de serrage et de positionnement 104, comme représenté sur la figure 5. 6 [0051] Le système de dévidage 100 comporte également des moyens de guidage 120 du fil 102, configurés pour guider le fil 102 dans le dévidoir, et pour maintenir le fil 102 droit et tendu entre deux moyens de guidage 120 consécutifs. Par exemple, sur la figure 4, des moyens de guidage 120a sont agencés en amont du tachymètre 116, et des moyens de guidage 120b sont agencés en aval du tachymètre 116. Sur la figure 5, les moyens de guidage 120b sont agencés en amont du dispositif de nettoyage 104, et des moyens de guidage 120e sont agencés en aval du dispositif de nettoyage 104, c'est-à-dire en amont de la buse 114. [0052] Un procédé de nettoyage d'un fil 102 au moyen d'un système de dévidage tel que décrit précédemment, comprend, en cours du dévidage du fil 102, un passage de ce fil 102 entre les tampons 106a, 106b de manière à ce que le fil 102 soit en contact avec chaque tampon 106a, 106b. En particulier, le procédé comprend un positionnement et un serrage des tampons 106 de manière à ce que chaque tampon 106a, 1061 soit maintenu en contact avec le fil 102. [0053] L'invention a été décrite pour un dispositif de nettoyage comprenant une seule paire de tampons, mais peut bien entendu comporter une pluralité de paires de tampons, par exemple deux paires de tampons disposées l'une à la suite de l'autre entre le tachymètre et la buse d'amenée du fil, de sorte que le fil soit nettoyé une première fois entre les deux tampons d'une paire, puis nettoyé une deuxième fois entre les deux tampons de l'autre paire. 7 [Revendication 1] REVENDICATIONSSystème de dévidage (100) d'un fil (102), en particulier pour la fusion dudit fil (102) et la fabrication d'une pièce par fabrication additive par dépôt dudit fil (102), comprenant : - un fil (102) enroulé sous la forme d'une bobine, - un dévidoir configure pour dévider ledit fil (102) de ladite bobine, ledit fil (102) s'étendant longitudinalement selon un axe (A) dans ledit dévidoir, ledit système de dévidage (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend, dans ledit dévidoir : - un dispositif de nettoyage (104) dudit fil (102) comprenant au moins deux tampons (106, 106a, 106b) agencés radialement de part et d'autre dudit fil (102), et des moyens de serrage et de positionnement (112, 112a, 1126) desdits tampons (106. 106a, 106b) configurés pour agencer et maintenir lesdits tampons (106, 106a, 106b) en contact avec ledit fil (102). [Revendication 2] Système de dévidage (100) d'un fil selon la revendication précédente, dans lequel lesdits tampons (106, 106a, 106b) sont réalisés en textile. [Revendication 3] Système de dévidage (100) d'un fil selon l'une des revendications pré- cédentes, dans lequel lesdits tampons (106, 106a, 106b) sont de forme générale cylindrique. [Revendication 4] Système de dévidage (100) d'un fil selon l'une des revendications pré- cédentes, dans lequel l'épaisseur (E) de chaque tampon (106. 106a. 1066) est au moins quatre fois supérieure au diamètre dudit fil (102). [Revendication 5] Système de dévidage (100) d'un fil selon l'une des revendications pré- cédentes, dans lequel lesdits tampons (106, 106a, 106b) sont fixés sur lesdits moyens de serrage et de positionnement (112, 112a. 112b). [Revendication 6] Système de dévidage (100) d'un fil selon l'une des revendications pré- cédentes, comprenant également une buse (114) d'amenée du fil agencée en sortie dudit dévidoir. [Revendication 7] Système de dévidage (100) d'un fil selon l'une des revendications pré- cédentes, comprenant également un tachymètre (116), ledit dispositif de nettoyage (104) étant agencé en aval dudit tachymètre (116), le sens de dévidage dudit fil (102) étant de l'amont vers l'aval. 8 [Revendication 8] Système de dévidage (100) d'un fil selon l'une des revendications pré- cédentes, comprenant également un capot (118) agence autour desdits moyens de serrage et de positionnement (112, 112a, 112b). [Revendication 9] Installation pour la réalisation d'un procédé de fabrication additive par dépôt de fil comprenant un système de dévidage (100) selon l'une des revendications précédentes. [Revendication 10] Procédé de nettoyage d'un fil (102) au moyen d'un système de dévidage (100) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant une étape consistant à, en cours du dévidage dudit fil (102), un passage dudit fil (102) entre lesdits tampons (106, 106a, 106b) de manière à cc que le fil (102) soit en contact avec chaque tampon (106, 106a, 106b).