Brevet FR3132661A1 — publié le 20230818

TITRE DE L’INVENTION : OBJET IMPRIMÉ PAR IMPRESSION ADDITIVE EN TROIS DIMENSIONS COMPORTANT UNE SURFACE AUTO-AGRIPPANTE, NOTAMMENT SEMELLE ORTHOPÉDIQUE, ET PROCÉDÉ POUR LE FABRIQUER L’objet (21, 22) est imprimé par impression additive, et comporte une surface d’un système de fixation par fermeture auto-agrippante, dont les crochets (25), champignons ou boucles (26) sont imprimés par impression additive simultanément au reste de l’objet. Figure pour l’abrégé : figure 1 OBJET IMPRIMÉ PAR IMPRESSION ADDITIVE EN TROIS DIMENSIONS COMPORTANT UNE SURFACE AUTO-AGRIPPANTE, NOTAMMENT SEMELLE ORTHOPÉDIQUE, ET PROCÉDÉ POUR LE FABRIQUER Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un objet imprimé par impression additive en trois dimensions, comportant une surface auto-agrippante, notamment une semelle orthopédique, et un procédé pour le fabriquer. La présente invention s’applique, en particulier, au domaine de la fabrication sur mesure de semelles orthopédiques par impression additive en trois dimensions. Etat de la technique La podo-orthèse peut prendre différentes formes, selon la pathologie du pied à traiter, semelle orthopédique, chaussure orthopédique, attelle du pied, onychoplastie, etc. Il existe différents types de semelles orthopédiques, également appelées orthèse plantaire. Lorsque le pied est normal, la marche se déroule sans problème majeur : le pied s'allonge, les zones d'appui sont bien réparties et aucune gêne n'est constatée. Mais parfois, un déséquilibre dans la posture ou un problème héréditaire entraîne certaines déformations du pied comme les pieds creux, les orteils en griffe, un hallux valgus. Cela modifie la structure du pied, les zones d'appui sont modifiées et cela provoque des douleurs, une gêne lors de la marche, un boitement et/ou la présence de cors et de durillons aux pieds. Une semelle orthopédique vise à obtenir une correction et un soulagement. Les semelles orthopédiques constituent un substitut et permettent de corriger ces dysfonctionnements. Elles sont insérées dans la chaussure et permettent : - de mieux répartir l'appui du corps sur les pieds et diminuer la douleur (cors), - d'assurer un soutien efficace du pied notamment lorsque les pieds sont plats ou creux, - d'équilibrer la marche, notamment lorsque le pied tourne vers l'intérieur ou l'extérieur, et - de diminuer les chocs subis lors de la marche ou d'activités sportives. Les semelles orthopédiques sont fabriquées sur mesure après des examens. Elles sont donc totalement personnelles. Le pédicure-podologue les réalise d'après un examen clinique, l'empreinte de pied et un examen de posturologie. On distingue les semelles orthopédiques classiques des semelles de correction. Les semelles classiques sont utilisées préférentiellement pour diminuer les douleurs créées par un appui inégal. Elles sont insérées dans les chaussures d'usage quotidien car elles prennent peu de place. Les semelles de correction sont fabriquées selon l'empreinte du pied. Elles permettent de corriger l'appui et de diminuer les chocs. Mais elles sont souvent assez épaisses. Pratiques dans les chaussures de sport, elles sont moins adaptées aux chaussures de ville. Dans tous les cas, il est nécessaire de superposer à ces semelles orthopédiques des recouvrements, aussi appelés « semelles de confort » ou « semelle de propreté » car ils assurent au moins ces deux fonctions. Mais ces semelles de confort ne doivent pas glisser sur les semelles orthopédiques, sous peine : - de provoquer un frottement du pied sur la semelle orthopédique, ce qui peut provoquer des blessures superficielles et, - surtout, de se replier à une extrémité ou sur un bord de la chaussure, ce qui gêne la marche et élimine tout bénéfice de la présence d’une semelle orthopédique dans la chaussure. Pour éviter ce glissement de la semelle de confort sur la semelle orthopédique, il n’est pas possible d’ajouter une fixation par fermeture auto-agrippante, composé de deux surfaces recouvertes de textures différentes permettant, lorsqu'on les met en contact, d'obtenir une liaison amovible. En effet, il faudrait fixer l’une de ces surfaces sur la semelle orthopédique, ce qui impose de la coller. Or, cette surcouche de tissu et de texture présente une épaisseur rédhibitoire pour l’insertion de la semelle orthopédique dans une chaussure. De plus, le collage impose une complexification de la fabrication de la semelle orthopédique car la forme de sa surface supérieure n’est pas développable. Il faudrait donc faire de nombreuses encoches sur le tissu auto-agrippant pour qu’une fois collé sur la semelle, il recouvre l’intégralité de la surface supérieure de la semelle orthopédique. Tout défaut, absence de tissu ou double épaisseur de tissu, est antagoniste avec la fonction de la semelle orthopédique et provoque une usure prématurée de la semelle de confort. Devant l’impossibilité de réaliser une fixation par fermeture auto-agrippante, la pratique est de coller la semelle de confort sur la semelle orthopédique. Ce qui a deux nouveaux inconvénients. D’une part, la semelle de confort ne peut pas être détachée de la semelle orthopédique, pour la laver. Et les conditions de lavage peuvent abimer la semelle orthopédique, soit à cause des agents chimiques utilisés, soit à cause de la température utilisée. De plus, le collage provoque des émissions de composés organiques volatils dangereux pour l’opérateur puis potentiellement dangereuses pour l’utilisateur de la semelle. En conclusion, il n’existe aucune solution au problème de la fixation d’une semelle de confort sur une semelle orthopédique. Il en est de même pour de nombreux autres objets fabriqués en petites séries, ou sur mesure, ou devant avoir une finesse particulière ou n’ayant pas de surface développable, par exemple les inserts dans des vêtements techniques ou dans des éléments de mobilier. Présentation de l’invention La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. À cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un objet imprimé par impression additive, comportant une surface d’un système de fixation par fermeture auto-agrippante, dont les crochets, champignons ou boucles sont imprimés par impression additive simultanément au reste de l’objet. Les fermetures auto-agrippantes, connues sous la marque déposée « Velcro », sont aussi appelées « scratch » dans le langage familier (onomatopée du bruit fait par la séparation de la fixation). Comme rappelé ci-dessus, ce système est composé de deux surfaces recouvertes de textures différentes permettant, lorsqu'on les met en contact, d'obtenir une liaison amovible. L’une des dénominations en anglais de ces systèmes de fermeture est “hook and loop” (pour « crochet et boucle »), même si ces systèmes de fermeture peuvent prendre d’autres formes, notamment « crochet et velours », « champignon et boucle » et « champignon et velours ». L’une des surfaces auto-agrippantes est rugueuse et comporte des crochets et/ou des champignons. L’autre des surfaces auto-agrippantes est douce et porte des boucles ou est constituée de velours. Grâce à la mise en œuvre de la présente invention, des objets imprimés en 3D (pour trois dimensions) comportent nativement une surface auto-agrippante faisant corps avec le reste de l’objet. La fabrication de ces objets susceptibles d’être liés par simple contact avec une surface auto-agrippante de type opposé, est ainsi simplifiée et l’objet est plus solide. La présente invention s’applique particulièrement aux objets de formes complexes non développables pour lesquelles la pose ultérieure d’une surface auto-agrippante serait particulièrement délicate. La présente invention s’applique aussi particulièrement aux objets fins, pour lesquels le collage ou la couture d’une surface auto-agrippante additionnelle augmenterait l’épaisseur au-delà des spécifications techniques de cet objet. Dans des modes de réalisation, l’objet comporte des crochets et/ou des champignons d’une surface auto-agrippante imprimés par impression additive. Grâce à ces dispositions, l’objet peut être fixé sur toute surface comportant des boucles ou du velours. Dans des modes de réalisation, l’objet comporte des crochets, chaque crochet s’étendant dans un plan, les plans des crochets faisant un angle entre eux inférieur à 45 degrés. Grâce à ces dispositions, l’impression des crochets est facilitée et la résistance des crochets aux efforts de cisaillement appliqués à la fixation est anisotrope, ce qui permet de faire correspondre la direction de résistance maximale, c’est-à-dire le plan des crochets, à la direction dans laquelle s’appliquent les efforts de cisaillement les plus importants. Dans des modes de réalisation, l’objet constitue une semelle orthopédique. Grâce à ces dispositions, une semelle de confort ou de propreté munie d’une surface auto-agrippante, par exemple de boucles ou de velours, peut être fixée à la semelle orthopédique par simple appui et détachée pour lavage, par exemple. Dans des modes de réalisation, la forme des crochets est une boucle plane ouverte de section radiale circulaire, la hauteur de chaque crochet mesurée perpendiculairement à partir de son ancrage à une surface de la partie fonctionnelle de la semelle étant comprise entre 0,75 et 1,5 mm et le diamètre des sections circulaires étant compris entre 0,2 et 0,45 mm. Les inventeurs ont déterminé que ces caractéristiques géométriques offrent un bon compromis de confort et de résistance aux efforts de cisaillement de la fixation. Dans des modes de réalisation, les crochets sont répartis en quinconce sur la surface de la partie fonctionnelle de la semelle et séparés par une distance constante comprise entre 1 mm et 2 mm. Les inventeurs ont déterminé que ces caractéristiques géométriques offrent un bon compromis de confort et de résistance aux efforts de cisaillement de la fixation. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé d’impression d’un objet par impression additive, qui comporte l’impression additive : - d’une partie fonctionnelle monobloc de l’objet et - de champignons, crochets ou boucles d’une surface auto-agrippante sur au moins une partie de la surface de cette partie fonctionnelle. Dans des modes de réalisation, au cours de l’impression additive de l’objet, on imprime des crochets, chaque crochet s’étendant dans un plan, les plans des crochets faisant un angle inférieur à 45 degrés avec la direction d’impression, orthogonale du plan d’addition successive de matière. Dans des modes de réalisation, au cours de l’impression, on met en œuvre une poudre de matière thermoplastique, l’impression comportant au moins de chauffer cette poudre. Dans des modes de réalisation, au cours de l’impression, on effectue un apport d'agent liquide. Dans des modes de réalisation, au cours de l’impression, on met en œuvre un polymère thermoplastique de type polyamide. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux de l’objet obtenu par la mise en œuvre de l’invention, ils ne sont pas rappelés ici. Brève description des figures D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite dans un but explicatif et nullement limitatif en regard du dessin annexé, dans lequel : représente, en perspective, une coupe d’un mode de réalisation particulier d’un objet imprimé avec une surface auto-agrippante, lié à un objet présentant une surface supportant des parties de boucles, fixés entre eux par ces surfaces, représente, en coupe, les objets illustrés en , détachés, représente, en perspective schématique, une surface auto-agrippante en cours de fabrication dans une imprimante 3D à impression additive, représente, en coupe, une semelle orthopédique objet de l’invention et une semelle de confort, séparées, représente, en coupe, les semelles illustrées en , agrippées entre elles, représente, en perspective, un premier mode de réalisation d’une semelle orthopédique objet de l’invention, représente, en perspective, la semelle orthopédique illustrée en et une semelle de confort, séparées, représente, en perspective, les semelles illustrées en , agrippées entre elles, représente, en perspective, un deuxième mode de réalisation d’une semelle orthopédique objet de l’invention, représente, en perspective, un troisième mode de réalisation d’une semelle orthopédique objet de l’invention, représente, en perspective, un quatrième mode de réalisation d’une semelle orthopédique objet de l’invention, représente, en perspective, un cinquième mode de réalisation d’une semelle orthopédique objet de l’invention, représente, en vue de côté, la semelle orthopédique illustrée en , représente des exemples de crochets, champignons et boucles imprimés selon le procédé objet de l’invention, représente, sous forme d’un logigramme, des étapes d’un mode de réalisation particulier du procédé de fabrication d’une surface auto-agrippante objet de la présente invention. Objet (21, 22, 41, 42, 51, 61, 71, 81, 91) imprimé par impression additive, caractérisé en ce qu’il comporte une surface d’un système de fixation par fermeture auto-agrippante, dont les crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95), champignons ou boucles (26, 46, 56) sont imprimés par impression additive simultanément au reste de l’objet. Objet (21, 41, 51, 61, 71, 81, 91) selon la revendication 1, qui comporte des crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95) et/ou des champignons d’une surface auto-agrippante imprimés par impression additive. Objet (21, 41, 51, 61, 71, 81, 91) selon l’une des revendications 1 ou 2, qui comporte des crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95), chaque crochet s’étendant dans un plan (101, 103, 105), les plans des crochets faisant un angle entre eux inférieur à 45 degrés. Objet (21, 41, 51, 61, 71, 81, 91) selon l’une des revendications 1 à 3, qui constitue une semelle orthopédique. Semelle (21, 41, 51, 61, 71, 81, 91) orthopédique selon les revendications 3 et 4, dans laquelle la forme des crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95) est une boucle plane (100) ouverte de section radiale circulaire, la hauteur de chaque crochet mesurée perpendiculairement à partir de son ancrage à une surface de la partie fonctionnelle de la semelle étant comprise entre 0,75 et 1,5 mm et le diamètre des sections circulaires étant compris entre 0,2 et 0,45 mm. Semelle (21, 41, 51, 61, 71, 81, 91) orthopédique selon la revendication 5, dans laquelle les crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95) sont répartis en quinconce sur la surface de la partie fonctionnelle de la semelle et séparés par une distance constante comprise entre 1 mm et 2 mm. Procédé (100) d’impression d’un objet (21, 22, 41, 42, 51, 61, 71, 81, 91) par impression additive, caractérisé en ce qu’il comporte l’impression additive (114) - d’une partie fonctionnelle monobloc de l’objet, et - de champignons, crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95) ou boucles (26, 46, 56) d’une surface auto-agrippante sur au moins une partie de la surface de cette partie fonctionnelle. Procédé (100) selon la revendication 7, dans lequel, au cours de l’impression additive (114) de l’objet (21, 41, 51, 61, 71, 81, 91), on imprime des crochets (25, 45, 55, 65, 75, 85, 95), chaque crochet s’étendant dans un plan (101, 103, 105), les plans des crochets faisant un angle inférieur à 45 degrés avec la direction d’impression, orthogonale du plan d’addition successive de matière. Procédé (100) selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel, au cours de l’impression (114), on met en œuvre une poudre de matière thermoplastique, l’impression comportant, au moins, de chauffer cette poudre et d’effectuer un apport d'agent liquide. Procédé (100) selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel, au cours de l’impression (114), on met en œuvre un polymère thermoplastique de type polyamide.