Brevet FR3126321A1 — publié le 20230303

La présente invention concerne un dispositif de mélange continu d’une première poudre et d’une deuxième poudre, caractérisé en ce que le dispositif comprend : - un premier doseur (3A) continu de la première poudre et un deuxième doseur (3B) continu de la deuxième poudre, - un mélangeur (4) agencé pour mélanger la première poudre dosée par le premier doseur et la deuxième poudre dosée par le deuxième doseur de sorte à fournir un flux continu de poudre mélangée selon un ratio déterminé, et - un échantillonneur (5) adapté pour prélever une fraction du flux de poudre mélangée. . Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE MELANGE CONTINU ET PROCEDE ASSOCIE DOMAINE DE L'INVENTION La présente innovation concerne le domaine du mélange de poudres, par exemple de poudres destinées à être utilisées dans un procédé de fabrication. La présente innovation concerne notamment un dispositif de mélange, un système et un procédé associés. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des processus industriels utilisant des poudres, par exemples des poudres métalliques, tels que des procédés de fabrication. Parmi ces processus figurent la fabrication additive et la fabrication d’une pièce en une étape par compactage puis frittage. Pour mener à bien de tels processus, la gestion de la poudre est un point crucial. Lors de la mise en œuvre de ces processus, par exemple impliquant la fabrication d’une pièce, un certain nombre de phénomènes peuvent générer des contaminations ou des modifications de la poudre non-utilisée environnante. Par exemple, lors d’un processus de fabrication additive, par exemple de fabrication additive métallique à fusion sélective par laser (« laser beam melting » en terminologie anglo-saxonne) dite « à lit de poudre », le laser vient fondre localement le lit de poudre. Cette interaction entre le laser et la poudre génère des projections et des fumées en quantité similaire aux procédés de soudage laser. On constate qu’une fois atteinte leur amplitude maximum d’ascension, les projections formées par l'interaction entre le laser et la poudre retombent en partie sur le lit de poudre. Les fumées peuvent, quant à elles, recouvrir et contaminer les projections ou la poudre environnante. Ces projections et fumées sont donc des sources de contamination de la poudre métallique, les projections présentant une composition proche de la poudre initiale, mais généralement sur-oxydées, éventuellement avec des modifications de l’alliage liées à la volatilisation de certains éléments lors de la fusion. De plus, la poudre non-fusionnée située à proximité des zones fusionnées peut également subir des modifications de composition chimique de part un effet thermique important lié à la proximité de la zone fondue par le laser. Lors de la mise en œuvre des processus, une partie de la poudre n’est pas utilisée, par exemple n’est pas fusionnée, et peut être recyclée, c’est-à-dire réutilisée lors d’autres mises en œuvre du processus, pour diminuer les coûts liés à la matière première. Cette poudre recyclée diffère de la poudre neuve en ce qu’elle se modifie et se charge, au fur et à mesure des itérations du processus, de produits, tels que des oxydes, des projections, et des fumées dans le cas de la fabrication additive métallique à fusion sélective par laser. En outre, lors de la manipulation des poudres subséquemment à la mise en œuvre du processus, cette poudre peut également être contaminée par l'atmosphère environnante, et ainsi se charger par exemple en oxygène et/ou en humidité. La poudre recyclée peut ainsi être mélangée à une poudre neuve, c’est-à-dire une poudre qui n’a pas encore été utilisé dans le cadre du processus. En dehors des cas de recyclage, des poudres différentes peuvent également être mélangées pour obtenir une poudre mélangée ayant une propriété recherchée, telle qu’une certaine teneur en un élément défini, par exemple une teneur en oxygène, ou qu’une granulométrie moyenne spécifique, ou qu’une composition moyenne. On connaît des dispositifs de mélange. On connaît par exemple un procédé de mélange par lot, c’est-à-dire brassant directement l’intégralité des matières premières, par exemple l’intégralité des lots de poudre en même temps. Entre autres désavantages, les systèmes associés requièrent des actionneurs de forte puissance pour mettre en mouvement les mécaniques de brassage, lesquelles peuvent également endommager les poudres. Outre un coût de matériel important, la mise en œuvre de ces énergies importantes entraîne une consommation électrique forte et le cas échéant d’importants risques liés à l’explosibilité des poudres. Ainsi, il est à la fois coûteux et complexe d’obtenir un moteur fonctionnel dans ses conditions, qui doit présenter un volume et une puissance conséquentes, et compatible avec les exigences de sureté de fonctionnement en milieu explosible. Un but de l’invention est de résoudre au moins l’un de ces inconvénients. Un but de l’invention est en particulier de permettre l’obtention de mélanges de poudres de qualité, de manière efficace et sécurisée. Il est à cet effet proposé un dispositif de mélange continu d’une première poudre et d’une deuxième poudre, caractérisé en ce que le dispositif comprend : - un premier doseur continu de la première poudre et un deuxième doseur continu de la deuxième poudre, - un mélangeur agencé pour mélanger la première poudre dosée par le premier doseur et la deuxième poudre dosée par le deuxième doseur de sorte à fournir un flux continu de poudre mélangée selon un ratio déterminé, et - un échantillonneur adapté pour prélever une fraction du flux de poudre mélangée. Le dispositif peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou selon l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles : - le premier doseur est un doseur gravimétrique et/ou le deuxième doseur est un doseur gravimétrique ; - le premier doseur est un doseur à vis et/ou le deuxième doseur est un doseur à vis et/ou le mélangeur est un mélangeur à vis et/ou l’échantillonneur est un échantillonneur à vis ; - un premier réservoir de première poudre agencé pour stocker de la première poudre et pour fournir de manière continue la première poudre au premier doseur, par exemple par gravité, et/ou un deuxième réservoir de deuxième poudre agencé pour stocker de la deuxième poudre et pour fournir de manière continue la deuxième poudre au deuxième doseur, par exemple par gravité, et/ou un troisième réservoir de poudre mélangée agencé pour recevoir le flux de poudre mélangée ; - le dispositif est configuré pour effectuer un suivi de la première poudre stockée et/ou de la deuxième poudre stockée et/ou de la poudre mélangée stockée ; - un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le premier réservoir et le premier doseur et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le deuxième réservoir et le deuxième doseur et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le premier doseur et le mélangeur et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le deuxième doseur et le mélangeur, et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le mélangeur et le troisième réservoir ; - des moyens d’inertage adaptés pour distribuer un gaz d’inertage en un ou plusieurs points du dispositif, et adaptés pour collecter le gaz d’inertage en un ou plusieurs points du dispositif ; - les moyens d’inertage sont adaptés pour, par exemple sélectivement, distribuer le gaz d’inertage au(x) et collecter le gaz d’inertage à partir du ou des premier réservoir et/ou deuxième réservoir et/ou deuxième réservoir et/ou premier doseur et/ou deuxième doseur et/ou du mélangeur et/ou de l’échantillonneur, et/ou de moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le premier réservoir et le premier doseur et/ou moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le deuxième réservoir et le deuxième doseur et/ou moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le premier doseur et le mélangeur et/ou moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le deuxième doseur et le mélangeur, et/ou moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le mélangeur et le troisième réservoir ; et - la poudre mélangée est destinée à la fabrication additive, l’une au moins de la première poudre et de la deuxième poudre étant une poudre recyclée. Il est en outre proposé un procédé d’obtention de poudre mélangée, mis en œuvre au moyen d’un tel dispositif, le procédé comprenant le mélange continu de la première poudre et de la deuxième poudre. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre de façon schématique un dispositif de mélange selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ; La illustre de façon schématique de manière plus détaillée certains éléments du dispositif de la ; La illustre de façon schématique de manière plus détaillée certains éléments du dispositif de la ; La illustre de façon schématique des doseurs du dispositif de la ; La illustre de façon schématique un mélangeur du dispositif de la ; La illustre de façon schématique un échantillonneur du dispositif de la ; La illustre de façon schématique des moyens de commande du dispositif de la ; La illustre de façon schématique des moyens de distribution de gaz d’inertage du dispositif de la ; La illustre de façon schématique des moyens de collecte de gaz d’inertage du dispositif de la ; La illustre de façon schématique une configuration alternative des moyens de collecte de gaz d’inertage du dispositif de la ; La illustre de façon schématique des moyens de détente de gaz d’inertage du dispositif de la ; La illustre de façon schématique un sous-ensemble des moyens de distribution de la ; La illustre de façon schématique un sous-ensemble des moyens de collecte de la ou ; La illustre de façon schématique une configuration du sous-ensemble des moyens de collecte de la ; La illustre de façon schématique une autre configuration du sous-ensemble des moyens de collecte de la ; La illustre de façon schématique une autre configuration du sous-ensemble des moyens de collecte de la ; La est une vue de côté d’un dispositif selon un autre exemple de mode de réalisation de l’invention ; La est une vue d’un autre côté du dispositif de la ; La est une vue en plongée d’un détail du dispositif de la ; La est une vue d’un autre détail du dispositif de la ; La est un organigramme d’étapes d’un procédé d’obtention de poudre mélangée selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ; La est un diagramme représentant la mise en œuvre d’étapes du procédé d’obtention de la dans le temps ; La est un autre diagramme représentant la mise en œuvre d’étapes du procédé d’obtention de la dans le temps ; La est un autre diagramme représentant la mise en œuvre du procédé de remplacement du procédé d’obtention de poudre mélangée de la dans le temps. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. Dispositif de mélange continu d’une première poudre et d’une deuxième poudre, caractérisé en ce que le dispositif comprend : - un premier doseur (3A) continu de la première poudre et un deuxième doseur (3B) continu de la deuxième poudre, - un mélangeur (4) agencé pour mélanger la première poudre dosée par le premier doseur et la deuxième poudre dosée par le deuxième doseur de sorte à fournir un flux continu de poudre mélangée selon un ratio déterminé, et - un échantillonneur (5) adapté pour prélever une fraction du flux de poudre mélangée. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel au moins l'un parmi le premier doseur (3A) et le deuxième doseur (3A) est un doseur gravimétrique. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins l'un parmi le premier doseur (3A) et le deuxième doseur (3A) est un doseur à vis, et/ou le mélangeur (4) est un mélangeur à vis et/ou l’échantillonneur (5) est un échantillonneur à vis. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins l'un parmi un premier réservoir (2A) de première poudre agencé pour stocker de la première poudre et pour fournir de manière continue la première poudre au premier doseur (3A), par exemple par gravité, un deuxième réservoir (2B) de deuxième poudre agencé pour stocker de la deuxième poudre et pour fournir de manière continue la deuxième poudre au deuxième doseur (3B), par exemple par gravité, et un troisième réservoir (2C) de poudre mélangée agencé pour recevoir le flux de poudre mélangée. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif est configuré pour effectuer un suivi du mélangeage d'au moins une parmi la première poudre stockée et la deuxième poudre stockée pour obtenir la poudre mélangée stockée. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le premier réservoir (2A) et le premier doseur (3A) et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le deuxième réservoir (2B) et le deuxième doseur (3B) et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le premier doseur (3A) et le mélangeur (4) et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le deuxième doseur (3B) et le mélangeur (4), et/ou un élément de connexion fluidique flexible et étanche à la poudre et aux gaz entre le mélangeur (4) et le troisième réservoir (2C). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens d’inertage adaptés pour distribuer un gaz d’inertage en un ou plusieurs points du dispositif, et adaptés pour collecter le gaz d’inertage en un ou plusieurs points du dispositif. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les moyens d’inertage sont adaptés pour, par exemple sélectivement, distribuer le gaz d’inertage au(x) et collecter le gaz d’inertage à partir d'au moins un parmi un premier réservoir (2A), un deuxième réservoir (2B), un deuxième réservoir (2C), du premier doseur (3A), du deuxième doseur (3B), du mélangeur (4), de moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le premier réservoir (2A) et le premier doseur (3A), de moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le deuxième réservoir (2B) et le deuxième doseur (3B), de moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le premier doseur (3A) et le mélangeur (4), de moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le deuxième doseur (3B) et le mélangeur (4), de moyens de connexion fluidique étanches à la poudre et aux gaz entre le mélangeur (4) et le troisième réservoir (2C). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la poudre mélangée est destinée à la fabrication additive, l’une au moins de la première poudre et de la deuxième poudre étant une poudre recyclée. Procédé d’obtention de poudre mélangée, mis en œuvre au moyen d’un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant le mélange continu de la première poudre et de la deuxième poudre.