Brevet FR3128151A1 — publié le 20230421

Appareil et procédé pour former un objet tridimensionnel Appareil pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable (3), comprenant un bac (7) muni d’une fenêtre (10) transparente à un rayonnement lumineux (5), un support de construction (8) sur lequel un objet tridimensionnel (2) est destiné à être formé, un bras (9) mobile couplé au support de construction (8), et un système de verrouillage (14) apte à être dans une configuration verrouillée (V) dans laquelle le support de construction (8) est maintenu fixe au bras (9) et une configuration déverrouillée dans laquelle le support de construction (8) est mobile par rapport au bras (9), l’appareil comportant un électroaimant (15) ayant un premier état de fonctionnement pour faire passer le système de verrouillage (14) dans la position déverrouillée et un deuxième état de fonctionnement (F2) pour faire passer le système de verrouillage (14) dans la configuration verrouillée (V). Figure pour l’abrégé : Fig.1 Appareil et procédé pour former un objet tridimensionnel La présente invention concerne la formation d’un objet tridimensionnel, en particulier la fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable configuré pour former un matériau polymérisé, par exemple sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux. La présente invention trouve par exemple pour application particulièrement avantageuse la fabrication additive d’équipements d’orthodontie tels que des gouttières, des parties de prothèses dentaires. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Actuellement, on utilise des imprimantes tridimensionnelles, dite « 3D », pour fabriquer des objets à trois dimensions. Par exemple, on utilise des imprimantes 3D du type SLA (« Stereolitography Apparatus » en langue anglaise) qui sont des appareils utilisant des résines -polymérisables. Bien souvent ces résines sont photo-polymérisables, c’est-à-dire qu’elles sont configurées pour durcir sous l’action d’une lumière, en général dans une plage de longueur d’onde de 360 à 410 nm, pour fabriquer des objets de manière additive couche par couche. Il existe plusieurs types d’imprimantes 3D, dont certains utilisent une technique d’impression du bas vers le haut. De telles imprimantes utilisent un bac contenant la résine photo-polymérisable, un projecteur placé sous le bac de manière à projeter un motif correspondant à la coupe de l’objet à travers le bac et un support de construction monté sur un bras mobile en translation verticale perpendiculairement au bac. En outre, le bac comprend un fond transparent à la lumière projetée et le support de construction correspond à une plaque destinée à translater vers le haut, et pas à pas, pour emporter avec lui la résine fraîchement polymérisée qui adhère à ce support (ou à la couche supérieure pour les translations suivantes). On peut citer par exemple la demande de brevet européen EP048 086 et la demande internationale WO2015/195924 qui divulguent un tel type d’imprimantes 3D. Pour que l’impression se déroule correctement, il est nécessaire que le support de construction soit parallèle au fond du bac. Une imprécision dans le positionnement peut être partiellement compensée par une surexposition de la première couche, mais il est difficile de rattraper des erreurs supérieures à 0,15 mm. Un système de calibration est donc généralement intégré à ce type d’imprimantes 3D. Ce système de calibration comprend un système mécanique verrouillable autorisant trois degrés de liberté au support de construction lorsqu’il est libéré. Ainsi, on calibre l’imprimante en plaçant le support de construction au contact du fond du bac et l’on verrouille le système mécanique pour supprimer les degrés de liberté du support de construction et pour positionner ce dernier parallèlement au fond du bac. Mais le verrouillage du système mécanique nécessite une intervention humaine, par exemple à l’aide de vis. Cette calibration est longue à mettre en œuvre, en outre, elle peut être réalisée avant chaque impression, ce qui ralentit considérablement le temps de fabrication des objets tridimensionnels. RÉSUMÉ Un objet de l’invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens de fabrication d’un objet tridimensionnel suffisamment fiables. Un autre objet consiste à fournir des moyens de fabrication qui permettent de diminuer les temps de fabrication des objets tridimensionnels. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Selon un aspect de l’invention, il est proposé un appareil pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable, le liquide polymérisable étant configuré pour former un matériau polymérisé sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux, l’appareil comprenant un bac configuré pour contenir le liquide polymérisable, le bac comprenant une fenêtre transparente au rayonnement lumineux et s’étendant dans un plan, un support de construction sur lequel un objet tridimensionnel est destiné à être formé, un bras mobile couplé au support de construction de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé afin de former l’objet tridimensionnel, et un système de verrouillage apte à être dans une configuration verrouillée dans laquelle le support de construction est immobile par rapport au bras et une configuration déverrouillée dans laquelle le support de construction est mobile par rapport au bras. L’appareil comporte un électroaimant ayant un premier état de fonctionnement pour faire passer le système de verrouillage dans la position déverrouillée où le support de construction est apte à être positionné parallèlement au plan de la fenêtre, et un deuxième état de fonctionnement pour faire passer le système de verrouillage dans la configuration verrouillée. Ainsi, on fournit un appareil simple à réaliser qui permet de placer le support de construction parallèlement à la fenêtre transparente de manière suffisamment précise pour empêcher les erreurs d’impression. Un tel appareil permet en outre d’automatiser le processus d’impression, ce qui permet de gagner un temps considérable au début d’une impression d’un nouvel objet. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable le liquide polymérisable étant configuré pour former un matériau polymérisé sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux, le procédé comprenant une étape de formation d’un objet tridimensionnel à partir d’un appareil tel que défini ci-avant. Le procédé comporte, avant l’étape de formation, un déverrouillage au cours duquel l’électroaimant de l’appareil a un premier état de fonctionnement pour faire passer le système de verrouillage dans la position déverrouillée, puis un positionnement du support de construction parallèlement à la fenêtre, puis un verrouillage au cours duquel l’électroaimant a un deuxième état de fonctionnement pour faire passer le système de verrouillage dans la position verrouillée. Selon un autre aspect, il est proposé un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions, qui lorsqu’elles sont effectuées par au moins un processeur, font que ledit au moins un processeur commande l’appareil tel que défini ci-avant de sorte que l’appareil exécute au moins les étapes du procédé tel que défini ci-avant. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : la , illustre schématiquement une vue en coupe d’un mode de réalisation d’un appareil selon l’invention. la , illustre schématiquement une vue en coupe d’un mode de réalisation d’un système de verrouillage dans une configuration déverrouillée ; la , illustre schématiquement une vue en coupe d’un mode de mise en œuvre d’une étape de positionnement du support de construction selon l’invention ; et la , illustre schématiquement une vue en coupe du système de verrouillage dans une configuration verrouillée. Appareil pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable (3), le liquide polymérisable (3) étant configuré pour former un matériau polymérisé (4) sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux (5), l’appareil comprenant un bac (7) configuré pour contenir le liquide polymérisable (3), le bac (7) comprenant une fenêtre (10) transparente au rayonnement lumineux (5) et s’étendant dans un plan, un support de construction (8) sur lequel un objet tridimensionnel (2) est destiné à être formé, un bras (9) mobile couplé au support de construction (8) de manière à déplacer une partie du matériau polymérisé (4) afin de former l’objet tridimensionnel (2), et un système de verrouillage (14) apte à être dans une configuration verrouillée (V) dans laquelle le support de construction (8) est immobile par rapport au bras (9) et une configuration déverrouillée (D) dans laquelle le support de construction (8) est mobile par rapport au bras (9), caractérisé en ce que l’appareil comporte un électroaimant (15) ayant un premier état de fonctionnement (F1) pour faire passer le système de verrouillage (14) dans la position déverrouillée (D) dans laquelle le support de construction (8) est apte à être positionné parallèlement au plan de la fenêtre (10), et un deuxième état de fonctionnement (F2) pour faire passer le système de verrouillage (14) dans la configuration verrouillée (V). Appareil selon la revendication 1, dans lequel le système de verrouillage (14) comporte une mâchoire (16), le support de construction (8) comporte une tête (17) logée au sein de la mâchoire (16) et la mâchoire (16) est mobile entre une position ouverte (O) lorsque l’électroaimant (15) est dans le premier état de fonctionnement (F1) et une position fermée (F) lorsque l’électroaimant (15) est dans le deuxième état de fonctionnement (F2), dans la position fermée (F) la mâchoire (16) enserre la tête (17) de sorte à immobiliser la tête (17) par rapport au bras (9) et dans la position ouverte (O) la mâchoire autorise une mobilité de la tête (17) par rapport au bras (9) selon au moins un degré de liberté. Appareil selon la revendication 2, dans lequel, dans la position ouverte (O) la mâchoire (16) et la tête (17) forment ensemble une liaison rotule dans laquelle la tête (17) est libre en rotation selon au moins un degré de rotation. Appareil selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le support de construction (8) est apte à être positionné au contact de la fenêtre (10) lorsque le système de verrouillage (14) est dans la configuration verrouillée (V). Appareil selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le support de construction (8) est apte à être mobile en rotation autour d’au moins un axe de rotation (X, Y) parallèle au plan de la fenêtre (10) lorsque le système de verrouillage (14) est dans la configuration déverrouillée (D). Appareil selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le premier état de fonctionnement (F1) correspond à un état activé de l’électroaimant (15) et le deuxième état de fonctionnement (F2) correspond à un état désactivé de l’électroaimant (15). Procédé pour former un objet tridimensionnel par fabrication additive couche par couche à partir d’un liquide polymérisable (3), le liquide polymérisable (3) étant configuré pour former un matériau polymérisé (4) sous l’effet d’une irradiation d’un rayonnement lumineux (5), le procédé comprenant une étape de formation d’un objet tridimensionnel (2) à partir d’un appareil selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé comporte, avant l’étape de formation, un déverrouillage au cours duquel l’électroaimant (15) de l’appareil a un premier état de fonctionnement (F1) pour faire passer le système de verrouillage (14) dans la position déverrouillée (D), puis un positionnement du support de construction (8) parallèlement à la fenêtre (10), puis un verrouillage au cours duquel l’électroaimant (15) a un deuxième état de fonctionnement (F2) pour faire passer le système de verrouillage (14) dans la position verrouillée (V). Procédé selon la revendication 7, dans lequel le positionnement comprend une mise en contact du support de construction (8) avec la fenêtre (10). Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le déverrouillage comporte une rotation du support de construction (8) autour d’au moins un axe de rotation (X, Y) parallèle au plan de la fenêtre (10). Procédé selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel le déverrouillage comporte une activation de l’électroaimant (15) et le verrouillage comporte une désactivation de l’électroaimant (15). Procédé selon l’une des quatre revendications précédentes, dans lequel l’objet tridimensionnel est un équipement d’orthodontie, par exemple pris parmi une gouttière et une partie au moins de prothèse. Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions, qui lorsqu’elles sont effectuées par au moins un processeur, font que ledit au moins un processeur commande l’appareil selon l’une des revendications 1 à 6 de sorte que l’appareil exécute au moins les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 11.