Brevet FR3147014A1 — publié le 20240927

Ce système (1) de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine (2) de fabrication additive comprend un module de transmission (3) de données collectées par au moins un capteur (5), et un module de vérification (4) des paramètres. Le module de transmission (3) comprend un réseau local (7), au moins un module d’acquisition (8) de données, et un premier module de communication (9) relié par le réseau local (7) audit au moins un module d’acquisition (8). Le module de vérification (4) comprend un module de stockage (10) de valeurs de référence des paramètres, un deuxième module de communication (11) et un module de calcul (12) comprenant un comparateur (12a) adapté pour comparer d’une part, les valeurs calculées des paramètres et d’autre part, les valeurs de référence des paramètres et/ou les valeurs des données issues d’au moins un capteur (13) de la machine (2). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Système de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine de fabrication additive et procédé associé La présente invention concerne le domaine de la surveillance des machines à fabrication additive et en particulier la vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine de fabrication additive. Techniques antérieures Pour assurer la qualité des pièces produites par des machines de fabrication additive, il est nécessaire d’effectuer périodiquement des opérations de vérification des paramètres des machines par rapport à des valeurs de référence représentatives d’une production conforme aux exigences. Ces opérations font l’objet de procédures de vérification inscrites dans des processus d’assurance qualité des productions par fabrication additive. Classiquement, les procédures de vérification sont différentes d’une machine à une autre et ne sont pas standardisées. Les procédures actuelles imposent des temps d’immobilisation importants des machines, car les opérateurs doivent adapter les procédures en fonction des caractéristiques individuelles des machines. Par ailleurs, il n’est pas aisé de comparer les performances des machines différentes. L’invention a pour objectif de proposer un système et un procédé standardisés de vérification des machines à fabrication additive. L’invention a pour objet un système de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine de fabrication additive. Selon une caractéristique générale, le système comprend un module de transmission, vers un module de vérification, de données collectées par au moins un capteur, et un module de vérification des paramètres à partir des données issues du module de transmission. Avantageusement, le module de transmission est apte à être disposé sur un plateau de fabrication d’une enceinte de fabrication de la machine. Un tel module de transmission facilite la collecte de données. Selon une autre caractéristique générale, le module de transmission peut comprendre un réseau local, au moins un module d’acquisition de données, et un premier module de communication relié par le réseau local audit au moins un module d’acquisition. Selon une autre caractéristique générale, le module de vérification comprend un module de stockage de valeurs de référence des paramètres, un deuxième module de communication et un module de calcul des valeurs de paramètres à partir des données issues du module de transmission, ledit module de calcul comprenant un comparateur adapté pour comparer d’une part, les valeurs calculées des paramètres et d’autre part, les valeurs de référence des paramètres et/ou les valeurs des données issues d’au moins un capteur de la machine. Un tel système de vérification constitue un moyen standardisé de contrôle des paramètres de fonctionnement d’une machine de fabrication additive et permet de réduire le temps nécessaire d’immobilisation de la machine par rapport aux moyens classiques de vérification. De préférence, au moins un module d’acquisition du module de transmission comprend au moins un capteur de température du plateau de fabrication de la machine. Avantageusement, au moins un module d’acquisition du module de transmission comprend au moins un capteur choisi parmi un capteur de température ambiante, un capteur d’humidité, un capteur d’oxygène et un capteur de vitesse et/ou de pression de gaz de l’enceinte de fabrication de la machine. Par exemple, au moins un module d’acquisition dudit module de transmission comprend au moins un capteur de puissance et/ou un module d’analyse d’un faisceau laser de la machine. De préférence, au moins un module d’acquisition du module de transmission comprend au moins un capteur sans contact de la position du plateau de fabrication de la machine, mesurée suivant un axe vertical par rapport à un point fixe prédéterminé de l’enceinte de fabrication de la machine. Avantageusement, au moins un module d’acquisition dudit module de transmission comprend au moins deux capteurs de détection sans contact d’un dispositif d’étalement de poudre de la machine, lesdits au moins deux capteurs étant disposés à une distance prédéterminée l’un de l’autre et configurés pour compter le temps de détection du dispositif d’étalement, de manière à permettre la détermination de la vitesse de déplacement dudit dispositif d’étalement. Selon une caractéristique avantageuse, le module de transmission comprend au moins trois capteurs sans contact, séparés et aptes à mesurer suivant un axe vertical la position relative entre le plateau de fabrication et un dispositif d’étalement de poudre de la machine. Selon une caractéristique, au moins un module d’acquisition du module de transmission comprend des premier et deuxième capteurs d’oxygène et un relais configuré pour alimenter sélectivement en énergie électrique un seul des capteurs d’oxygène en fonction de la valeur mesurée du taux d’oxygène par rapport à une valeur de seuil prédéterminée. Avantageusement, le module de calcul du module de vérification est configuré pour générer un rapport de vérification des paramètres. Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un procédé de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine de fabrication additive mis en œuvre par un système de vérification tel que décrit ci-dessus. Le procédé comprend les étapes suivantes : installation du module de transmission sur un plateau de fabrication d’une enceinte de fabrication de la machine, mesure des données représentatives des paramètres de fonctionnement de ladite machine, transmission des données acquises vers le module de vérification, calcul des valeurs desdits paramètres à partir des données issues dudit module de transmission, comparaison d’une part, des valeurs calculées desdits paramètres et d’autre part, des valeurs de référence desdits paramètres et/ou des valeurs des données issues d’au moins un capteur de la machine , et génération d’un rapport de vérification des paramètres. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : illustre une architecture d’un système de vérification selon l’invention ; et est un ordinogramme d’un procédé de vérification selon un mode de réalisation de l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation La illustre de manière simplifiée l’architecture d’un système 1 de vérification des paramètres de fonctionnement d’une machine 2 de fabrication additive selon un mode de réalisation de l’invention. Les paramètres de fonctionnement de la machine 2 sont des paramètres pouvant avoir une influence sur la qualité des pièces fabriquées et peuvent notamment comprendre des paramètres tels que des températures, des pressions, des concentrations de gaz, des taux d’humidité, des vitesses de déplacement, des puissances du laser, de la caustique du laser et la position et l’orientation du plateau de fabrication de la machine 2. Le système 1 de vérification comprend un module de transmission 3 et un module de vérification 4. Le module de transmission 3 est configuré pour transmettre au module de vérification 4 des données collectées par au moins un capteur 5 à l’intérieur d’une enceinte 6 de fabrication de la machine 2. Le module de transmission 3 est disposé sur un plateau de fabrication de l’enceinte 6 de la machine et comprend un réseau local 7 et au moins un module d’acquisition 8 de données comprenant au moins un capteur 5 apte à mesurer des données représentatives des paramètres de fonctionnement de la machine 2. De préférence, les capteurs 5 sont disposés dans plusieurs zones de l’enceinte 6 de fabrication, de manière à assurer une collecte de données sur l’intégralité de l’enceinte 6. Afin de standardiser l’utilisation du système 1 de vérification, la taille du module de transmission 3 présente un gabarit minimal, de manière à être compatible avec toute machine d’un parc donné de machines, et ce même lorsque ces machines sont différentes. Le réseau local 7 comprend des équipements de télécommunication tels que des concentrateurs et/ou des commutateurs. Le ou les modules d’acquisition 8 de données du module de transmission 3 comprennent : au moins un capteur de température 5a du plateau de fabrication ; au moins un capteur de température ambiante 5b de l’enceinte 6 de fabrication de la machine 2 ; au moins un capteur d’humidité 5c de l’enceinte de fabrication de ladite machine ; au moins un capteur de vitesse 5d et/ou de pression 5e de gaz de l’enceinte 6 de fabrication de ladite machine ; au moins un capteur de puissance 5f et/ou un module d’analyse d’un faisceau laser de ladite machine ; et au moins un capteur sans contact 5g de la position dudit plateau de fabrication mesurée suivant un axe vertical par rapport à un point fixe prédéterminé de l’enceinte 6 de fabrication. Par exemple, les capteurs de température 5a du plateau sont des détecteurs de température à résistance (également communément appelés « RTD » pour Resistance Temperature Detector) et les capteurs de température ambiante 5b de l’enceinte 6 sont des sondes de température. Selon un autre exemple, les capteurs de température 5a peuvent être des thermocouples. Néanmoins, en comparaison avec un thermocouple, le détecteur de température présente l’avantage d’être plus adapté à mesurer une valeur absolue de température tandis que le thermocouple est plus adapté à mesurer des variations de température. Par ailleurs, les modules d’acquisition 8 du module de transmission 3 comprennent au moins deux capteurs de détection 5h sans contact d’un dispositif d’étalement de poudre de ladite machine, les capteurs étant disposés à une distance prédéterminée l’un de l’autre et configurés pour compter le temps de détection du dispositif d’étalement, de manière à permettre la détermination de la vitesse de déplacement dudit dispositif d’étalement. De préférence, le module de transmission 3 comprend au moins trois capteurs sans contact 5g, séparés et aptes à mesurer suivant un axe vertical la position relative entre ledit plateau de fabrication et un dispositif d’étalement de poudre de ladite machine, de manière à permettre la détermination de leur orientation relative, en particulier de vérifier leur parallélisme. Au moins l’un des modules d’acquisition 8 dudit module de transmission 3 comprend au moins un capteur d’oxygène 5i adapté pour mesurer la teneur en oxygène de l’enceinte de fabrication. Dans un mode de réalisation particulier, au moins l’un des modules d’acquisition 8 dudit module de transmission comprend des premier et deuxième capteurs d’oxygène 5i et un relais configuré pour alimenter sélectivement en énergie électrique un seul desdits capteurs en fonction de la valeur mesurée du taux d’oxygène. Dans cette configuration, le premier capteur a une précision nominale inférieure à celle du deuxième capteur, qui offre en revanche une plage de mesure plus réduite que celle offerte par le premier capteur. Par défaut, le relais alimente le premier capteur et ce jusqu’à ce que la valeur mesurée du taux d’oxygène ne devienne inférieure à une valeur de seuil prédéterminée, par exemple 1000 ppm. Lorsque la valeur mesurée du taux d’oxygène devient inférieure à la valeur de seuil prédéterminée, le relais commute l’alimentation au deuxième capteur et continue d’alimenter uniquement le deuxième capteur tant que la valeur mesurée du taux d’oxygène reste inférieure à la valeur de seuil prédéterminée. Lorsque la valeur mesurée du taux d’oxygène redevient au moins égale à la valeur de seuil prédéterminée le relais commute l’alimentation au premier capteur. Le module de transmission 3 comprend en outre un premier module de communication 9 relié par le réseau local 7 aux modules d’acquisition 8. Le premier module de communication 9 est adapté pour communiquer aux modules d’acquisition 8 des instructions d’acquisition de données issues du module de vérification 4. Le premier module de communication 9 est adapté pour transmettre les données acquises vers le module de vérification 4. Le module de vérification 4 comprend un module de stockage 10, un deuxième module de communication 11 et un module de calcul 12. Le module de stockage 10 permet de stocker dans une mémoire (non représentée) des valeurs de référence des paramètres de fonctionnement de la machine 2. Le deuxième module de communication 11 est adapté pour transmettre au premier module de communication 9 des instructions d’acquisition de données et est configuré pour recevoir des données collectées à l’intérieur de l’enceinte 6 de fabrication en provenance d’au moins un capteur 5 du module de transmission 3. De préférence, la communication entre les premier 9 et deuxième 11 modules de communication est réalisée sans fil, à travers des standards tels que l’IEEE 802.11, couramment connu sous le nom de Wi-Fi. En alternative, il reste possible d’utiliser des moyens filaires et des standards de type Ethernet. Le deuxième module de communication 11 est en outre adapté pour recevoir des données en provenance d’au moins un capteur 13 de la machine 2 par l’intermédiaire d’une interface de communication 14 de la machine. Le au moins un capteur 13 de la machine 2 collecte des données représentatives des paramètres de fonctionnement de la machine 2. Le deuxième module de communication 11 est adapté pour communiquer avec la machine 2 à travers l’interface 14 de communication de manière à accéder aux données collectées par les capteurs 13 de la machine 2. Le module 12 calcule les valeurs des paramètres de fonctionnement à partir des données issues du modèle 3 de transmission. Par exemple, pour déterminer la vitesse de déplacement du dispositif d’étalement de poudre de la machine 2, le module 12 divise la distance prédéterminée par la différence entre les temps de détection relevés par les au moins deux capteurs de détection 5h. Bien entendu, la fréquence d’acquisition des capteurs de détection 5h sans contact est compatible avec la vitesse de déplacement du dispositif d’étalement de poudre de manière à respecter une valeur de seuil de précision prédéterminée. Afin d’améliorer la précision, il est possible d’effectuer plusieurs mesures et de considérer la valeur moyenne des mesures effectuées. Le module 12 comprend un comparateur 12a adapté pour comparer d’une part, les valeurs calculées desdits paramètres et d’autre part, les valeurs de référence desdits paramètres et/ou les valeurs des données en provenance d’au moins un capteur 13 de ladite machine 2. Le module de calcul 12 est adapté pour générer un rapport 15 de vérification des paramètres de fonctionnement de la machine 2. La est un organigramme d’un procédé 16 de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine 2 de fabrication additive selon l’invention. Le procédé commence par une étape 17 préalable d’installation du module de transmission 3 sur un plateau de fabrication d’une enceinte 6 de fabrication de ladite machine 2. L’étape 18 suivante de mesure des données représentatives des paramètres de fonctionnement de la machine 2 est réalisée par les modules d’acquisition 8 du module 3 de transmission. Le procédé se poursuit par l’étape 19 de transmission des données acquises vers le module 4 de vérification. Lors de l’étape 20 de calcul suivante, le module de calcul 12 calcule les valeurs de paramètres à partir des données issues du module 3 de transmission. Le comparateur 12a réalise la comparaison d’une part, des valeurs calculées desdits paramètres et d’autre part, des valeurs de référence desdits paramètres lues depuis le module 10 de stockage et/ou des valeurs des données issues d’au moins un capteur 13 de ladite machine 2 (étape 21). Le procédé prend fin par l’étape 22 de génération d’un rapport 15 de vérification des paramètres de fonctionnement réalisée par le module de calcul 12 du module 4 de vérification. Système (1) de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine (2) de fabrication additive, caractérisé en ce que ledit système comprend : un module de transmission (3), vers un module de vérification (4), de données collectées par au moins un capteur (5), et un module de vérification (4) desdits paramètres à partir des données issues dudit module de transmission (3) ; ledit module de transmission (3) étant apte à être disposé sur un plateau de fabrication d’une enceinte (6) de fabrication de ladite machine (2) et comprenant : un réseau local (7), au moins un module d’acquisition de données (8), et un premier module de communication (9) relié par ledit réseau local (7) audit au moins un module d’acquisition (8); ledit module de vérification (4) comprenant : un module (10) de stockage de valeurs de référence desdits paramètres, un deuxième module de communication (11), et un module de calcul (12) des valeurs de paramètres à partir des données issues dudit module de transmission (3), comprenant un comparateur (12a) adapté pour comparer d’une part, les valeurs calculées desdits paramètres et d’autre part, les valeurs de référence desdits paramètres et/ou les valeurs des données issues d’au moins un capteur (13) de ladite machine (2). Système de vérification de paramètres selon la revendication 1, dans lequel au moins un module d’acquisition (8) dudit module de transmission (3) comprend au moins un capteur de température (5a) dudit plateau de fabrication de ladite machine (2). Système de vérification de paramètres selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins un module d’acquisition (8) dudit module de transmission (3) comprend au moins un capteur (5) choisi parmi un capteur de température ambiante (5b), un capteur d’humidité (5c), un capteur d’oxygène (5i) et un capteur de vitesse (5d) et/ou de pression (5e) de gaz de l’enceinte (6) de fabrication de ladite machine (2). Système de vérification de paramètres selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un module d’acquisition (8) dudit module de transmission (3) comprend au moins un capteur de puissance (5f) et/ou un module d’analyse d’un faisceau laser de ladite machine (2). Système de vérification de paramètres selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un module d’acquisition (8) dudit module de transmission (3) comprend au moins un capteur (5g) sans contact de la position dudit plateau de fabrication de ladite machine (2), mesurée suivant un axe vertical par rapport à un point fixe prédéterminé de l’enceinte (6) de fabrication de ladite machine (2). Système de vérification de paramètres selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un module d’acquisition (8) dudit module de transmission (3) comprend au moins deux capteurs (5h) de détection sans contact d’un dispositif d’étalement de poudre de ladite machine (2), lesdits au moins deux capteurs étant disposés à une distance prédéterminée l’un de l’autre et configurés pour compter le temps de détection du dispositif d’étalement, de manière à permettre la détermination de la vitesse de déplacement dudit dispositif d’étalement. Système de vérification de paramètres selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit module de transmission (3) comprend au moins trois capteurs (5g) sans contact, séparés et aptes à mesurer suivant un axe vertical la position relative entre ledit plateau de fabrication et un dispositif d’étalement de poudre de ladite machine. Système de vérification de paramètres selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un module d’acquisition (8) dudit module de transmission (3) comprend des premier et deuxième capteurs d’oxygène (5i) et un relais configuré pour alimenter sélectivement en énergie électrique un seul desdits capteurs d’oxygène (5i) en fonction de la valeur mesurée du taux d’oxygène par rapport à une valeur de seuil prédéterminée. Système de vérification de paramètres de fonctionnement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit module de calcul (12) du module de vérification (4) est configuré pour générer un rapport (15) de vérification desdits paramètres. Procédé de vérification de paramètres de fonctionnement d’une machine (2) de fabrication additive mis en œuvre par un système (1) de vérification suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : installation du module de transmission (3) sur un plateau de fabrication d’une enceinte (6) de fabrication de ladite machine (2), mesure des données représentatives des paramètres de fonctionnement de ladite machine (2), transmission des données acquises vers le module de vérification (4), calcul des valeurs desdits paramètres à partir des données issues dudit module de transmission (3), comparaison d’une part, des valeurs calculées desdits paramètres et d’autre part, des valeurs de référence desdits paramètres et/ou des valeurs des données issues d’au moins un capteur (13) de ladite machine (2), et génération d’un rapport (15) de vérification desdits paramètres.