Brevet FR3132653A1 — publié le 20230818

Titre : Procédé de dépoudrage d’un objet obtenu par synthèse additive de type liage de poudre Procédé de dépoudrage d’un objet (O) obtenu par synthèse additive de type liage de poudre, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de transvasement, par un déplacement latéral, d'une masse (M) comprenant ledit objet (O) et des particules non liées (P), sur un dispositif de séparation (12), le dispositif de séparation comprenant un séparateur (21) avec une taille de maille adaptée pour laisser passer les particules non liées et adaptée pour retenir ledit objet, le séparateur s'étendant dans un plan incliné selon un angle (A1) non nul par rapport à un plan horizontal, et - une étape de vibration du séparateur de sorte à séparer les particules non liées dudit objet et de sorte à faire avancer ledit objet sur le séparateur. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 Procédé de dépoudrage d’un objet obtenu par synthèse additive de type liage de poudre Domaine technique de l'invention L’invention concerne le domaine des procédés de fabrication par synthèse additive de type liage de poudre, couramment dénommé "binder jetting". Plus précisément, l’invention concerne un procédé de dépoudrage d’un objet obtenu par synthèse additive de type liage de poudre. L'invention porte aussi sur un équipement de dépoudrage configuré pour mettre en œuvre un tel procédé de dépoudrage et sur une installation de fabrication par synthèse additive de type liage de poudre comprenant un tel équipement de dépoudrage. Etat de la technique antérieure La fabrication par synthèse additive de type liage de poudre, aussi dénommée par l'anglicisme "Binder Jetting" ou "Inkjet Powder Printing" est un procédé utilisant un agent liant, déposé localement sur une fine couche de poudre, couche par couche, selon un modèle tridimensionnel. En pratique, un rouleau automatisé répartit une fine couche de poudre sur un plateau de fabrication. Une tête d'impression applique un liant liquide sur la poudre, créant ainsi une couche de l'objet. Puis, le plateau de fabrication descend d'un pas prédéterminé pour permettre l'ajout d'une nouvelle couche de poudre sur laquelle est à nouveau appliqué du liant. Le procédé est ainsi répété jusqu'à la création de l'objet. Ce procédé permet de fabriquer des objets tridimensionnels de forme variée et complexe et ne nécessite pas de créer des supports spécifiques, la poudre non liée jouant elle-même ce rôle. Le procédé ne requiert donc pas d'outillage spécifique et peut avantageusement être mis en œuvre pour fabriquer des prototypes ou de petites séries d'objets. Le procédé peut aussi être utilisé pour fabriquer des objets dont la forme complexe n'est pas compatible avec une fabrication traditionnelle par moulage ou par usinage. Toutefois, ce procédé de fabrication requiert des étapes de traitement postérieur. En effet, les objets ainsi fabriqués doivent être dépoudrés, c’est-à-dire débarrassés des particules non liées à l'objet. Ensuite, les objets doivent être consolidés, notamment par frittage (c’est-à-dire en les chauffant dans un four) ou encore en appliquant un revêtement sur l'objet. Le procédé de dépoudrage est complexe car, avant d'être consolidés, les objets sont particulièrement fragiles. Pour le dépoudrage de ces objets, on connaît des techniques d'aspiration ou de soufflage d'air comprimé sur les objets. On connaît également des procédés de dépoudrage manuels, notamment au moyen de pinceaux. Ces techniques sont peu efficaces et fastidieuses, notamment en raison de la forme complexe des objets fabriqués, ainsi qu'en raison de la petite taille des particules non liées qui peuvent présenter un risque d'inhalation. Le procédé de dépoudrage manuel est ainsi généralement réalisé au moyen d'une boîte à gants de laboratoire. De tels procédés ne permettent pas d'envisager une mise en œuvre du dépoudrage à grande échelle. Présentation de l'invention Le but de l’invention est de fournir un équipement de dépoudrage et un procédé de dépoudrage remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les équipements et procédés connus de l’art antérieur. Plus précisément, un premier objectif de l’invention est un équipement de dépoudrage et un procédé de dépoudrage efficace, automatisé, et préservant l'intégrité des objets fabriqués par liage de poudre. L'invention se rapporte à un procédé de dépoudrage d’un objet obtenu par synthèse additive de type liage de poudre, comprenant : - une étape de transvasement, par un déplacement latéral, d'une masse comprenant ledit objet et des particules non liées, sur un dispositif de séparation, le dispositif de séparation comprenant un séparateur avec une taille de maille adaptée pour laisser passer les particules non liées et adaptée pour retenir ledit objet, le séparateur s'étendant dans un plan incliné selon un angle non nul par rapport à un plan horizontal, et - une étape de vibration du séparateur de sorte à séparer les particules non liées dudit objet et de sorte à faire avancer ledit objet sur le séparateur. Le dispositif de séparation peut comprendre une structure et un convertisseur électroacoustique configuré pour transmettre des ultrasons à la structure, le séparateur étant fixé à la structure, et le séparateur étant mis en vibration par ultrasons lors de ladite étape de vibration, et/ou la vibration du séparateur peut être obtenue par des ondes ultrasonores de fréquence comprise entre 20 kHz et 80 kHz inclus , notamment entre 25kHz et 45kHz inclus, et/ou l'étape de vibration peut comprendre une alternance de phases de vibration du séparateur et de phases de repos où le séparateur ne vibre pas. La séparation dudit objet et des particules non liées et l'avancement dudit objet sur le séparateur peuvent résulter uniquement des vibrations du séparateur combinées avec une force de gravité. Le séparateur peut s'étendre dans un plan incliné selon un angle inférieur ou égal à 20° avec un plan horizontal, notamment un angle compris entre 5° et 10° inclus avec un plan horizontal. Le transvasement de ladite masse peut être effectué au moyen d'une racle mobile en translation et/ou par un moyen de génération de vibrations fonctionnant selon le principe du couloir vibrant. Le transvasement de ladite masse peut être effectué par un moyen de génération de vibrations fonctionnant selon le principe du couloir vibrant, et le séparateur peut être mis en vibration par le moyen de génération de vibrations lors de ladite étape de vibration. Le dispositif de séparation peut comprendre un premier séparateur et un deuxième séparateur positionné en dessous du premier séparateur, une taille de maille du deuxième séparateur étant strictement inférieure à une taille de maille du premier séparateur, et le procédé de dépoudrage peut comprendre : - une étape de vibration du premier séparateur de sorte à séparer les particules non liées dudit objet et de sorte à faire avancer ledit objet sur le séparateur, et - une étape de vibration du deuxième séparateur de sorte à tamiser les particules non liées. Le dispositif de séparation peut comprendre une unique structure et un convertisseur électroacoustique configuré pour transmettre des ultrasons à la structure, le premier séparateur et le deuxième séparateur étant fixés à la structure, le premier séparateur et le deuxième séparateur étant mis en vibration par ultrasons lors des étapes de vibration du premier séparateur et du deuxième séparateur, le dispositif de séparation comprenant en outre une ouverture pour évacuer des refus du deuxième séparateur, l'ouverture comprenant un bord commun avec le deuxième séparateur, notamment l'ouverture étant formée directement dans le deuxième séparateur. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un objet, comprenant : - une phase de fabrication dudit objet par synthèse additive de type liage de poudre au moyen d'une unité de fabrication, puis - la mise en œuvre du procédé de dépoudrage dudit objet tel que défini précédemment. L'unité de fabrication peut comprendre un fond mobile en translation, le fond mobile étant apte à descendre progressivement pour fabriquer ledit objet couche par couche, et le transvasement de ladite masse sur le séparateur peut être précédé d'une étape de remontée du fond mobile. L'invention se rapporte également à un équipement de dépoudrage pour dépoudrer un objet fabriqué par synthèse additive de type liage de poudre, l'équipement de dépoudrage comprenant : - un dispositif de transvasement configuré pour déplacer latéralement une masse comprenant un objet à dépoudrer et des particules non liées, - un dispositif de séparation comprenant un séparateur et un moyen de vibration du séparateur, le séparateur comprenant une taille de maille adaptée pour laisser passer les particules non liées et adaptée pour retenir ledit objet, le séparateur s'étendant dans un plan incliné selon un angle non nul avec un plan horizontal. L'invention se rapporte également à une installation de fabrication par synthèse additive de type liage de poudre, comprenant un récipient comprenant un fond mobile en translation, le fond mobile étant apte à descendre progressivement pour fabriquer ledit objet couche par couche puis à remonter, et comprenant un équipement de dépoudrage tel que défini précédemment, le dispositif de transvasement étant fixé au-dessus du récipient. Présentation des figures Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La est un schéma d'une installation de fabrication par synthèse additive comprenant un équipement de dépoudrage selon un premier mode de réalisation de l'invention, un objet fabriqué par liage de poudre étant en place dans un récipient ayant servi à sa fabrication. La est un schéma de l'installation de fabrication de la , ledit objet et des poudres non liées autour dudit objet étant en cours de transvasement vers un séparateur de l'équipement de dépoudrage. La est un schéma de l'installation de fabrication de la , ledit objet et les poudres non liées autour dudit objet étant sur un séparateur de l'équipement de dépoudrage. La est un schéma d'une installation de fabrication par synthèse additive comprenant un équipement de dépoudrage selon une variante de réalisation. La est un schéma d'une installation de fabrication par synthèse additive comprenant un équipement de dépoudrage selon une autre variante de réalisation. La est un schéma d'un dispositif de séparation de l'équipement de dépoudrage selon une autre variante de réalisation. La est un schéma d'un dispositif de séparation de l'équipement de dépoudrage selon une autre variante de réalisation. La est une vue schématique de dessus d'un premier séparateur du dispositif de séparation de la . La est une vue schématique de dessus d'un deuxième séparateur du dispositif de séparation de la . Procédé de dépoudrage d’un objet (O) obtenu par synthèse additive de type liage de poudre, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de transvasement, par un déplacement latéral, d'une masse (M) comprenant ledit objet (O) et des particules non liées (P), sur un dispositif de séparation (12), le dispositif de séparation comprenant un séparateur (21) avec une taille de maille adaptée pour laisser passer les particules non liées et adaptée pour retenir ledit objet, le séparateur s'étendant dans un plan incliné selon un angle (A1) non nul par rapport à un plan horizontal, et - une étape de vibration du séparateur de sorte à séparer les particules non liées dudit objet et de sorte à faire avancer ledit objet sur le séparateur. Procédé de dépoudrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : - le dispositif de séparation (12) comprend une structure (23) et un convertisseur électroacoustique (25) configuré pour transmettre des ultrasons à la structure, le séparateur (21) étant fixé à la structure, et en ce que le séparateur est mis en vibration par ultrasons lors de ladite étape de vibration, et/ou - la vibration du séparateur (21) est obtenue par des ondes ultrasonores de fréquence comprise entre 20 kHz et 80 kHz inclus , notamment entre 25kHz et 45kHz inclus, et/ou - l'étape de vibration comprend une alternance de phases de vibration du séparateur (21) et de phases de repos où le séparateur ne vibre pas. Procédé de dépoudrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la séparation dudit objet (O) et des particules non liées (P) et l'avancement dudit objet sur le séparateur (21) résultent uniquement des vibrations du séparateur combinées avec une force de gravité. Procédé de dépoudrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le séparateur (21) s'étend dans un plan incliné selon un angle inférieur ou égal à 20° avec un plan horizontal, notamment un angle compris entre 5° et 10° inclus avec un plan horizontal. Procédé de dépoudrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transvasement de ladite masse (M) est effectué au moyen d'une racle (18) mobile en translation et/ou par un moyen de génération de vibrations (19) fonctionnant selon le principe du couloir vibrant. Procédé de dépoudrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transvasement de ladite masse (M) est effectué par un moyen de génération de vibrations (19) fonctionnant selon le principe du couloir vibrant, et en ce que le séparateur (21) est mis en vibration par le moyen de génération de vibrations (19) lors de ladite étape de vibration. Procédé de dépoudrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de séparation (12) comprend un premier séparateur (21A) et un deuxième séparateur (21B) positionné en dessous du premier séparateur, une taille de maille du deuxième séparateur étant strictement inférieure à une taille de maille du premier séparateur, et en ce que le procédé de dépoudrage comprend : - une étape de vibration du premier séparateur (21A) de sorte à séparer les particules non liées dudit objet et de sorte à faire avancer ledit objet (O) sur le séparateur, et - une étape de vibration du deuxième séparateur (21B) de sorte à tamiser les particules non liées (P). Procédé de dépoudrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de séparation (12) comprend une unique structure (23) et un convertisseur électroacoustique (25) configuré pour transmettre des ultrasons à la structure, le premier séparateur (21A) et le deuxième séparateur (21B) étant fixés à la structure, le premier séparateur et le deuxième séparateur étant mis en vibration par ultrasons lors des étapes de vibration du premier séparateur et du deuxième séparateur, le dispositif de séparation (12) comprenant en outre une ouverture (28) pour évacuer des refus du deuxième séparateur (21B), l'ouverture comprenant un bord commun avec le deuxième séparateur (21B), notamment l'ouverture (28) étant formée directement dans le deuxième séparateur (21B). Procédé de fabrication d'un objet, caractérisé en ce qu'il comprend : - une phase de fabrication dudit objet par synthèse additive de type liage de poudre au moyen d'une unité de fabrication (2), puis - la mise en œuvre du procédé de dépoudrage dudit objet selon l'une des revendications précédentes. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité de fabrication (2) comprend un fond mobile (5) en translation, le fond mobile étant apte à descendre progressivement pour fabriquer ledit objet couche par couche, et en ce que le transvasement de ladite masse (M) sur le séparateur (12) est précédé d'une étape de remontée du fond mobile. Equipement de dépoudrage (3) pour dépoudrer un objet (O) fabriqué par synthèse additive de type liage de poudre, l'équipement de dépoudrage comprenant : - un dispositif de transvasement (11) configuré pour déplacer latéralement une masse (M) comprenant un objet (O) à dépoudrer et des particules non liées (P), - un dispositif de séparation (12) comprenant un séparateur (21) et un moyen de vibration (22) du séparateur, le séparateur comprenant une taille de maille adaptée pour laisser passer les particules non liées et adaptée pour retenir ledit objet, le séparateur (21) s'étendant dans un plan incliné selon un angle (A1) non nul avec un plan horizontal. Installation de fabrication (1) par synthèse additive de type liage de poudre, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient (4) comprenant un fond mobile (5) en translation, le fond mobile étant apte à descendre progressivement pour fabriquer ledit objet couche par couche puis à remonter, et en ce qu'il comprend un équipement de dépoudrage (3) selon la revendication précédente, le dispositif de transvasement (11) étant fixé au-dessus du récipient (4).