Brevet FR3120561A1 — publié le 20220916

L’invention concerne un procédé de découpe d’une pièce (10) comprenant une pluralité d’éléments fins (12) séparés par des interstices (30), les éléments fins prenant la forme de parois fines (14) ayant une épaisseur inférieure à 1 millimètre et/ou de brins fins ayant une section inférieure à 4 millimètres carré, le procédé comprenant les étapes suivantes prises chronologiquement : a) remplissage des interstices situés entre les éléments fins de la pièce à découper avec un matériau de remplissage, b) découpe de la pièce en plusieurs parties en découpant lesdits éléments fins, c) retrait du matériau de remplissage des parties découpées. Figure de l’abrégé : Figure 1 Procédé de découpe d’une pièce comprenant une pluralité d’éléments fins séparés par des interstices Domaine de l’invention et art antérieur La présente invention est relative à la découpe de pièces comprenant une pluralité d’éléments fins éloignés les uns des autres et pouvant s’intersecter. Plus précisément, l’invention s’applique parfaitement à la découpe de pièces fabriquées par un procédé de fabrication additif telle la fabrication additive par dépôt de couches de poudre et qui sont constituées au moins en partie par une structure composées de parois fines ou de brins fins. La fabrication additive par dépôt de couches de poudre est un procédé de fabrication dans lequel des objets sont fabriqués par la consolidation sélective de différentes couches de poudre de fabrication additive superposées les unes sur les autres au-dessus d’un support tel un plateau de fabrication. La consolidation est sélective car seules des zones des couches de poudre correspondant aux sections des objets à fabriquer sont consolidées. Dans le cas de poudres métalliques, la consolidation sélective est obtenue par fusion totale ou partielle (frittage) des grains de poudre. La fusion sélective peut être obtenue à l’aide d’un ou plusieurs faisceaux laser (Selective Laser Melting ®) et/ou d’un ou plusieurs faisceaux d’électrons (Electron Beam Melting®). Au début d’un procédé de fabrication additive par dépôt de couches de poudre et par fusion sélective, une première couche de poudre est répartie de manière uniforme sur le plateau à l’aide d’un dispositif tel une lame ou un rouleau monté sur un chariot mobile en translation au-dessus du plateau de fabrication. Puis, cette première couche de poudre est fusionnée sélectivement par exemple à l’aide d’un faisceau laser et/ou d’un faisceau d’électrons. Ensuite, une deuxième couche de poudre est répartie de manière uniforme au-dessus de la première couche de poudre qui vient d’être fusionnée sélectivement, puis cette deuxième couche de poudre est fusionnée sélectivement. Ainsi, autant de couches de poudres que nécessaire pour achever la fabrication du ou des objets à fabriquer sont réparties uniformément les unes sur les autres et fusionnées sélectivement. La fabrication additive par dépôt de couches de poudre est particulièrement adaptée à la fabrication de pièces comprenant une pluralité d’éléments fins éloignés les uns des autres et pouvant s’intersecter. En effet, la fabrication additive par dépôt de couches de poudre permet de fabriquer des pièces monolithiques comprenant des parois fines ayant une épaisseur inférieure à 1 millimètre, ou même égale à 0,1 millimètre, ou des brins ayant une section inférieure à 4 millimètres carré. Par exemple, des pièces avec ce type de structure constituée de parois fines ou de brins fins peuvent être utilisées pour réaliser des échangeurs thermiques, des filtres ou des catalyseurs. Pour différentes raisons, il peut être nécessaire de découper les pièces comprenant ces parois fines ou ces brins fins après leur fabrication. Toutefois, lors de la découpe et en raison de leur faible épaisseur, les parois fines ou les brins fins tendent à être déformé(e)s par l’outil réalisant la découpe et des bavures peuvent venir obstruer les interstices séparant les parois fines ou les brins fins. Ces bavures et ces déformations des parois fines ou des brins fins doivent être évitées car elles dégradent la qualité géométrique de la pièce fabriquée et elles peuvent nuire aux futures fonctions de cette pièce. On connaît la demande WO2020207969 dans laquelle est décrit un procédé de séparation d’objets fabriqués par un procédé de fabrication additive sur un plateau de fabrication. Ce procédé prévoit d’immobiliser ces objets les uns par rapport aux autres pendant et après une étape de découpe visant à désolidariser ces objets du plateau sur lequel ils ont été fabriqués. L’immobilisation des objets les uns par rapport aux autres a pour but d’éviter que les objets n’entrent en collision les uns avec les autres après avoir été séparés du plateau, et cette immobilisation est obtenue avec au moins une couche d’un matériau pouvant passer d’un état liquide à un état solide et vice-versa. Toutefois, cette demande WO2020207969 ne concerne pas la découpe d’un seul objet ou d’un objet comprenant des parois fines ou des brins fins. Notamment, cette demande WO2020207969 ne concerne pas la découpe de pièces qui ont déjà été séparées du plateau sur lequel elles ont été fabriquées. Objectifs de l’invention La présente invention a pour objectif de fournir un procédé capable de préserver la qualité géométrique et les futures fonctions d’une pièce comprenant une pluralité d’éléments fins, tels des parois ou des brins, lors d’une découpe de cette pièce. Avantageusement, le procédé de découpe selon l’invention est applicable à la fois à la découpe d’une pièce encore solidaire du plateau sur lequel elle a été fabriquée ou à la découpe d’une pièce ayant déjà été séparée de son plateau de fabrication, par exemple à l’aide du procédé décrit dans la demande WO2020207969. Description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui va suivre. Cette description, donnée à titre d’exemple et non limitative, se réfère aux dessins joints en annexe sur lesquels : - la représente une vue schématique en perspective d’un premier exemple d’une pièce comprenant une pluralité d’éléments fins séparés par des interstices, - la représente une vue schématique en perspective d’un deuxième exemple d’une pièce comprenant une pluralité d’éléments fins séparés par des interstices, - la représente une vue schématique en perspective d’un troisième exemple d’une pièce comprenant une pluralité d’éléments fins séparés par des interstices, - la représente une vue en coupe d’une pièce avant l’introduction d’un matériau de remplissage, - la représente une vue en coupe d’une pièce après l’introduction d’un matériau de remplissage, - la représente une vue en perspective de deux parties découpées dans une pièce avec le procédé de découpe selon l’invention, - la représente une vue en perspective de la découpe de plusieurs pièces dans un même corps avec le procédé de découpe selon l’invention. Procédé de découpe d’une pièce (10) comprenant une pluralité d’éléments fins (12) séparés par des interstices (30), les éléments fins prenant la forme de parois fines (14) ayant une épaisseur inférieure à 1 millimètre et/ou de brins fins (24) ayant une section inférieure à 4 millimètres carré, le procédé comprenant les étapes suivantes prises chronologiquement : a) remplissage des interstices situés entre les éléments fins de la pièce à découper avec un matériau de remplissage, b) découpe de la pièce en plusieurs parties en découpant lesdits éléments fins, c) retrait du matériau de remplissage des parties découpées. Procédé de découpe selon la revendication 1, dans lequel les éléments fins s’étendent dans une même direction sans se croiser, ou dans lequel les éléments fins s’étendent dans une même direction et s’intersectent entre eux, par exemple de manière à former un treillis en deux ou trois dimensions. Procédé de découpe selon la revendication 1 ou 2, dans lequel deux éléments fins adjacents et non-sécants se situent à moins de 1 millimètre l’un de l’autre. Procédé de découpe selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, lorsque les éléments fins prennent la forme de parois fines, l’épaisseur de ces parois fines est comprise entre 0,05 millimètre et 0,25 millimètre, et de préférence entre 0,09 et 0,11 millimètre, ou dans lequel, lorsque les éléments fins prennent la forme de brins fins, la section de ces brins fins est comprise entre 1 millimètre carré et 3 millimètres carré, et de préférence entre 2 et 3 millimètres carré. Procédé de découpe selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la découpe est effectuée avec un outil mécanique tel une lame de scie. Procédé de découpe selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le matériau de remplissage est à l’état liquide lors de l’étape a) et à l’état solide lors de l’étape b). Procédé de découpe selon la revendication 6, dans lequel le matériau de remplissage passe de nouveau à l’état liquide lors de l’étape c). Procédé de découpe selon la revendication 7, dans lequel le matériau de remplissage passe de l’état liquide à l’état solide, et inversement de l’état solide à l’état liquide, sous l’effet d’un changement de température. Procédé de découpe selon la revendication 8, dans lequel le matériau de remplissage a une température de solidification et une température de fusion comprises entre 45°C et 100°C. Procédé de découpe selon la revendication 9, dans lequel le matériau de remplissage de la cire. Procédé de découpe selon la revendication 8, dans lequel le matériau de remplissage est de l’eau. Procédé de découpe selon la revendication 8, dans lequel le matériau de remplissage a une température de solidification et une température de fusion comprises entre 100°C et 250°C. Procédé de découpe selon la revendication 12, dans lequel le matériau de remplissage est un métal ou un alliage métallique à bas point de fusion. Procédé de découpe selon la revendication 6, dans lequel le matériau de remplissage passe de l’état liquide à l’état solide par une réaction chimique. Procédé de découpe selon la revendication 14, dans lequel le matériau de remplissage est détruit, par exemple par combustion ou par attaque chimique, lors de son retrait des parties découpées. Procédé de découpe selon la revendication 14 ou la revendication 15, dans lequel le matériau de remplissage est une résine polymérisable. Procédé de découpe selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le matériau de remplissage est dans un état pâteux lors de l’étape a) et à l’état solide lors de l’étape b). Procédé de découpe selon la revendication 17, dans lequel le matériau de remplissage est une résine thermoformable. Procédé de fabrication d’au moins une pièce (10) comprenant une pluralité d’éléments fins (12) séparés par des interstices, les éléments fins prenant la forme de parois fines (14) ayant une épaisseur inférieure à 1 millimètre et/ou de brins fins (24) ayant une section inférieure à 4 millimètres carré, le procédé de fabrication de ladite pièce étant un procédé de fabrication additive et la pièce ainsi fabriquée étant découpée après fabrication à l’aide du procédé de découpe selon l’une des revendications 1 à 18. Procédé de fabrication selon la revendication 19, le procédé prévoyant de fabriquer plusieurs pièces (P1,P2,P3,…) comprenant une pluralité d’éléments fins séparés par des interstices, le procédé comprenant les étapes suivantes prises chronologiquement : - fabrication additive d’un unique corps (40) regroupant les différentes pièces à fabriquer, - utilisation du procédé de découpe selon l’une des revendications 1 à 13 pour découper les différentes pièces dans ledit corps. Procédé de fabrication selon la revendication 19 ou la revendication 20, dans lequel une pièce ou un corps à découper est initialement fabriqué(e) par un procédé de fabrication additive par dépôt de couches de poudre et consolidation sélective de chaque couche de poudre.