Brevet FR3129308A1 — publié le 20230526

Dispositif (1) de fabrication additive comprenant : - un plateau (13) de fabrication, destiné à recevoir au moins une poudre (5), - un racleur (17) comprenant une lame (23) s’étendant dans un plan horizontal (A) sensiblement parallèle au plateau (13), la lame (23) étant mobile par rapport au plateau (13) selon une direction de raclage (X) sensiblement parallèle au plateau (13). La lame (23) comprend au moins une portion s’étendant localement selon une direction d’étendue (E) locale formant un angle (α) non droit avec la direction de raclage (X) dans le plan horizontal (A). Figure à publier avec l’abrégé : 3 Dispositif de fabrication additive et procédé de fabrication associé Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine de la fabrication additive, et en particulier la fabrication additive par fusion laser sélective sur lit de poudre, également connue sous le nom anglais Selective Laser Sintering (SLS). Plus précisément, l’invention concerne un dispositif de fabrication additive, ainsi qu’un procédé de fabrication d’au moins une pièce, mettant en œuvre ce dispositif. Etat de la technique antérieure On connaît dans la technique une méthode qui consiste à fabriquer au moins une pièce, notamment une ou plusieurs pièce(s) métallique(s), par fusion de couches successives de poudre au moyen d'un faisceau laser commandé par un système de traitement de l'information dans lequel on a enregistré les coordonnées tridimensionnelles des points des couches successives à réaliser pour former lesdites pièces. La illustre un dispositif de fabrication 1 destiné à mettre en œuvre une telle méthode. Le dispositif de fabrication 1 comprend un réservoir 3 contenant une poudre métallique 5 et dont le fond 7 est mobile, déplaçable en translation verticalement par une tige 9 d'un vérin, et une cuve 11 voisine, sensiblement parallélépipédique, dont le fond est constitué par un plateau 13 mobile, déplaçable en translation verticalement par une tige 15 d'un second vérin. Le dispositif de fabrication 1 comporte en outre un racleur 17 permettant d'amener de la poudre du réservoir 3 vers la cuve 11, le racleur 17 étant mobile en translation le long d’un plan horizontal A sensiblement parallèle au plateau 13. Le dispositif de fabrication 1 comprend en outre des moyens de génération 18 d'un faisceau laser 19, couplés à un dispositif de déplacement 20 dudit faisceau laser 19 permettant de l'orienter et/ou de le déplacer pour atteindre n’importe quel point de la cuve 11. Pour fabriquer une ou plusieurs pièces 21, une première couche de poudre est disposée dans la cuve 11 à l’aide du racleur 17. La couche présente alors une surface inférieure correspondant à la surface du plateau 13 et une surface supérieure sur laquelle est dirigé et déplacé le faisceau laser 19. L'énergie apportée par ce faisceau provoque la fusion locale de la poudre qui, en se solidifiant, forme une première couche de la ou de chaque pièce 21. Après formation de cette première couche, le plateau 13 est descendu d’une distance correspondant à l’épaisseur d’une couche de poudre, tandis que le fond 7 du réservoir 3 est remonté d'une hauteur correspondante, pour qu'une certaine quantité de poudre 22 soit située au-dessus du plan horizontal A. Puis, cette quantité de poudre 22 est amenée par le racleur 17, depuis le réservoir 3 jusque dans la cuve 11, pour former une deuxième couche par-dessus la couche précédente. De la même manière que précédemment, une seconde couche de chaque pièce 21 est formée à l’aide du faisceau laser 19. La quantité de poudre et les positions du fond 7 et du plateau 13 sont déterminées de façon à former des couches de poudre d'une épaisseur choisie et constante. Ces opérations sont répétées jusqu’à fabrication complète des pièces 21. Comme représenté sur la , le racleur 17 comprend une lame 23 sensiblement rectiligne, mobile selon un mouvement de va-et-vient dans le plan horizontal A, selon une direction de raclage X. La lame 23 s’étend selon une direction d’étendue E sensiblement parallèle au plan horizontal A et qui forme un angle droit α avec la direction de raclage X. Au cours de la fabrication des pièces 21, un bord 25 de cette lame 23 entre régulièrement en contact avec la surface supérieure desdites pièces 21, ce qui peut engendrer des contraintes mécaniques. Lorsque les pièces 21 présentent des bords qui s’étendent perpendiculairement à la direction de raclage X, ce qui correspond à un agencement maximisant le nombre de pièces 21 sur le plateau 23, une zone de contact C entre le bord 25 de la lame 23 et les pièces 21 peut présenter une étendue importante, comme représenté sur la , ce qui augmente ces contraintes. A ce titre, il est connu d'orienter les pièces 21 de manière à ce que leurs bords latéraux s'étendent en formant des angles avec la direction d’étendue de la lame 23 du racleur 17, afin de réduire la largeur des contacts entre le de la lame 23 et la surface desdites pièces 21. Cependant, un tel agencement des pièces 21 peut s'avérer contraignant lorsqu'un grand nombre de pièces est fabriqué simultanément. En particulier pour des pièces présentant une géométrie complexe, cela réduit le nombre maximal de pièces pouvant être formées sur le plateau. Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à ces inconvénients. À ce titre l'invention a pour objet un dispositif de fabrication additive comprenant : - un plateau de fabrication, destiné à recevoir au moins une poudre, - un racleur comprenant une lame s’étendant dans un plan horizontal sensiblement parallèle au plateau, la lame étant mobile par rapport au plateau selon une direction de raclage sensiblement parallèle au plateau, caractérisé en ce que la lame comprend au moins une portion s’étendant localement selon une direction d’étendue locale formant un angle non droit avec la direction de raclage dans le plan horizontal. Un tel dispositif permet de réduire la largeur d’une zone de contact entre le bord de la lame et les bords des pièces orientés perpendiculairement à la direction de raclage, et ainsi de limiter les contraintes mécaniques lors du déplacement du racleur. La lame peut comprendre au moins un segment sensiblement rectiligne, s’étendant selon une direction d’étendue formant un angle non droit avec la direction de raclage dans le plan horizontal. La direction d’étendue de chaque segment peut former un angle d’amplitude comprise entre 85° et 89° avec la direction de raclage. Une telle valeur d’angle permet d’obtenir une largeur de contact réduite tout en conservant un encombrement limité de la lame. On considère ici la valeur absolue de l’amplitude de l’angle, sans prise en compte de l’orientation. La lame peut comprendre au moins deux segments allongés selon des directions d’allongement respectives formant des angles non droits avec la direction de raclage, les segments formant au moins un chevron. Une telle lame permet de limiter l’encombrement de la lame selon la direction de raclage pour une lame de racleur présentant une longueur importante. La lame présente un profil courbe dans le plan horizontal. La lame peut présenter un profil sinusoïdal dans le plan horizontal. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’au moins une pièce, mettant en œuvre un dispositif comme plus haut, le procédé comprenant les étapes suivantes : - déplacement de la lame du racleur au-dessus du plateau, selon la direction de raclage et formation d’une couche de poudre sur le plateau, - fusion partielle d’une partie de la couche de poudre au moyen d’un faisceau laser et formation partielle de chaque pièce, et - déplacement de la lame du racleur selon la direction de raclage et formation d’une nouvelle couche de poudre au-dessus des pièces partiellement formées, caractérisé en ce que la lame comprend au moins une portion s’étendant localement selon une direction d’étendue formant un angle non droit avec la direction de raclage dans le plan horizontal. Une pluralité de pièces peuvent être fabriquées simultanément, les pièces étant agencées alignées avec des bords latéraux des pièces perpendiculaires à la direction de raclage. Brève description des figures la est une vue schématique de côté d’un dispositif de fabrication additive de l’état de la technique, la est une vue schématique de dessus du dispositif de la , la est une vue schématique de dessus d’un dispositif de fabrication additive selon un premier mode de réalisation de l’invention, et la est une vue schématique de dessus d’un dispositif de fabrication additive selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Dispositif (1) de fabrication additive comprenant : - un plateau (13) de fabrication, destiné à recevoir au moins une poudre (5), - un racleur (17) comprenant une lame (23) s’étendant dans un plan horizontal (A) sensiblement parallèle au plateau (13), la lame (23) étant mobile par rapport au plateau (13) selon une direction de raclage (X) sensiblement parallèle au plateau (13), caractérisé en ce que la lame (23) comprend au moins une portion s’étendant localement selon une direction d’étendue (E) locale formant un angle (α) non droit avec la direction de raclage (X) dans le plan horizontal (A). Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel la lame (23) comprend au moins un segment (25) sensiblement rectiligne, s’étendant selon une direction d’étendue (E) formant un angle (α) non droit avec la direction de raclage (X) dans le plan horizontal (A). Dispositif (1) selon la revendication 2 dans lequel la direction d’étendue (E) de chaque segment (25) forme un angle (α) d’amplitude comprise entre 85° et 89° avec la direction de raclage (X). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la lame (23) comprend au moins deux segments (25) allongés selon des directions d’allongement (E, E’) respectives formant des angles (α) non droits avec la direction de raclage (X), les segments (25) formant au moins un chevron. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel la lame (23) présente un profil courbe dans le plan horizontal (A). Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel la lame (23) présente un profil sinusoïdal dans le plan horizontal (A). Procédé de fabrication d’au moins une pièce (21), mettant en œuvre un dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes : - déplacement de la lame (23) du racleur (17) au-dessus du plateau (13), selon la direction de raclage (X) et formation d’une couche de poudre sur le plateau (13), - fusion partielle d’une partie de la couche de poudre au moyen d’un faisceau laser (19) et formation partielle de chaque pièce (21), et - déplacement de la lame (23) du racleur (17) selon la direction de raclage (X) et formation d’une nouvelle couche de poudre au-dessus des pièces (21) partiellement formées, caractérisé en ce que la lame (23) comprend au moins une portion s’étendant localement selon une direction d’étendue (E) formant un angle (α) non droit avec la direction de raclage (X) dans le plan horizontal (A). Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une pluralité de pièces (21) sont fabriquées simultanément, les pièces (21) étant agencées alignées avec des bords latéraux (29) des pièces (21) perpendiculaires à la direction de raclage (X).