Brevet FR3101011A1 — publié le 20210326

Dispositif (30) pour la mise en œuvre d’un procédé de contrôle d’une tête (10) de dépôt de matière par laser, dans lequel il comprend : des anémomètres (34), de préférence à tubes de pitot (36), reliés à un système (38) de calcul de vitesses en fonction de valeurs de pression mesurées par les anémomètres, et une tête (10) de dépôt de matière par laser, cette tête comportant une buse (12) comportant des cônes (14-18) coaxiaux définissant entre eux des passages pour un faisceau laser (20), une poudre métallique (22) destinée à être fondue par ce faisceau laser, et au moins un flux de gaz (24). Figure pour l'abrégé : Figures 8 DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONTROLE D’UNE TETE DE DEPOT DE MATIERE PAR LASER Domaine technique de l'invention L’invention concerne un dispositif et un procédé de contrôle d’une tête de dépôt de matière par laser. Arrière-plan technique Le dépôt direct de matière et en particulier de métal, également appelé DMD (pour « Direct Metal Deposition » en langue anglaise), est une technique de fabrication additive qui permet de réaliser des pièces complexes en déposant et en empilant des couches successives d’un matériau déterminé. Parmi les nombreuses variantes de cette technique figure la technique dite de dépôt laser de métal ou encore LMD (pour « Laser Metal Deposition » en langue anglaise). Pour réaliser un dépôt, cette technique implique d’alimenter régulièrement un bain liquide de métal en fusion, situé à la surface d’un substrat, sur lequel a lieu le dépôt. En particulier, du métal est apporté jusqu’au bain liquide sous la forme, soit d’une poudre (on parle alors de LMD-poudre), soit d’un fil (ou parle alors de LMD-fil), avant d’être mis en fusion par un faisceau laser focalisé. La présente demande concerne le domaine plus particulier du LMD-poudre. Comme cela est schématiquement illustré à la figure 1, une tête 10 de dépôt de matière par laser du type LMD-poudre comporte une buse 12 comportant des cônes 14, 16, 18 coaxiaux définissant entre eux des passages pour un faisceau laser 20, une poudre métallique 22, et au moins un flux de gaz 24, en particulier d’inertage. La poudre 22 est systématiquement mélangée à un gaz vecteur et est destinée à être fondue par le faisceau laser 20 afin d’alimenter en matière fondue le bain de métal en fusion 26 pour former un cordon ou une couche de matière 28. Une problématique liée à cette technologie est le risque de bouchage de la buse 12. Elle a en général une forme tronconique imposée par ses cônes 14-18 et son extrémité de plus petit diamètre comprend un orifice 30 de sortie de la poudre fondue et du flux de gaz 24. Comme cela est visible à la figure 2, cet orifice de sortie 30 peut se boucher au moins partiellement par dépôt et accumulation de poudre fondue 32 ou déformation de la buse. Ce défaut est difficile à détecter visuellement par un opérateur et risque d’altérer la qualité de fabrication de la pièce à fabriquer ou à recharger grâce à la tête 10. Cet inconvénient est d’autant plus problématique lorsque les pièces à fabriquer sont très coûteuses et doivent respecter un cahier des charges précis, ce qui est le cas dans le domaine aéronautique par exemple. La présente invention propose une solution simple, efficace et économique pour contrôler une tête de dépôt de matière par laser. Brève description des figures 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 : la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d’une tête de dépôt de matière par laser ; la figure 2 est une vue schématique en perspective et à plus grande échelle d’un orifice de sortie de la tête de la figure 1 ; la figure 3, à droite, est une vue schématique en perspective d’un dispositif de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention de contrôle d’une tête de dépôt de matière par laser ; et la figure 4, à gauche, est une vue schématique en perspective de la tête de dépôt de matière par laser et d’un anémomètre du dispositif de la figure 3 ; les figures 5 et 6 sont des cartographies de vitesses d’un flux de gaz en sortie de la buse du dispositif de la figure 3, respectivement dans des plans situés à 10mm et à 1mm de la sortie de cette buse ; la buse ne présentant pas de défaut ; les figures 7 et 8 sont des cartographies de vitesses d’un flux de gaz en sortie de la buse du dispositif de la figure 3, respectivement dans des plans situés à 10mm et à 1mm de la sortie de cette buse ; la buse présentant un défaut de bouchage ; la figure 9 est une vue très schématiques d’une matrice d’anémomètres à tubes de pitot d’un dispositif selon l’invention ; et les figures 10 à 12 sont des vues schématiques, respectivement en perspective, de côté et de dessus, d’un mode de réalisation plus concret d’une matrice d’anémomètres à tubes de pitot. Procédé de contrôle d’une tête (10) de dépôt de matière par laser, cette tête comportant une buse (12) comportant des cônes (14-18) coaxiaux définissant entre eux des passages pour un faisceau laser (20), une poudre métallique (22) destinée à être fondue par ce faisceau laser, et au moins un flux de gaz (24), le procédé comprenant les étapes consistant à : mesurer simultanément des valeurs de vitesse dudit flux de gaz dans au moins un plan perpendiculaire à l’axe des cônes, pour plusieurs points situés sur ce plan, de façon à établir une cartographie de cette vitesse dans ce plan, analyser la cartographie obtenue à l’étape a) et déterminer si la buse présente un défaut et en particulier un problème de bouchage partiel. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape b) comprend la comparaison de la cartographie obtenue à l’étape a) avec une cartographe d’étalonnage. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la cartographie se présente sous la forme d’un graphique en deux dimensions dont chaque point est déterminé par une coordonnée le long d’un axe des abscisses X et une coordonnée le long d’un axe des ordonnées Y en fonction des positions de ces points dans ledit plan. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les valeurs de vitesse sont mesurées pour au moins 50 points situés sur le plan et répartis en rangées et colonnes, éventuellement en quinconce. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les valeurs de vitesse sont mesurées grâce à des anémomètres (34), de préférence à tubes de pitot (36), reliés à un système (38) de calcul de vitesses en fonction de valeurs de pression mesurées par les anémomètres. Dispositif (30) pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication précédente, dans lequel il comprend : des anémomètres (34), de préférence à tubes de pitot (36), reliés à un système (38) de calcul de vitesses en fonction de valeurs de pression mesurées par les anémomètres, et une tête (10) de dépôt de matière par laser, cette tête comportant une buse (12) comportant des cônes (14-18) coaxiaux définissant entre eux des passages pour un faisceau laser (20), une poudre métallique (22) destinée à être fondue par ce faisceau laser, et au moins un flux de gaz (24). Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les anémomètres (34) sont disposés en rangées et colonnes, éventuellement en quinconce. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les anémomètres (34) ont chacun une forme allongée et comprennent chacun une première extrémité (34a) formant une tête de mesure et une seconde extrémité (34b) formant un embout de raccordement, lesdites premières et secondes extrémités étant parallèles, lesdites premières extrémités étant séparées les unes des autres par une distance D1 qui est inférieure à la distance D2 entre lesdites secondes extrémités. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les anémomètres (34) sont solidarisés les uns aux autres uniquement via leurs secondes extrémités. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel le nombre d’anémomètres (34) est supérieur ou égal à 50.