Brevet FR3162374A1 — publié le 20251128

PROCÉDÉ DE MAÎTRISE DE DÉFORMATIONS D’UNE PIÈCE INDUITES PAR UNE FABRICATION ADDITIVE MÉTALLIQUE La présente invention concerne un procédé pour la maîtrise de déformations induites par l’élévation de la température d’une pièce (6) lors d’un apport de matière de renfort (8) par fabrication additive sur une première face (6.1) de ladite pièce, remarquable en ce que ledit procédé comprend le chauffage de la pièce à travers une deuxième face (6.2) opposée à la première face, et cela, au moyen d’un dispositif (2) selon l’invention, de manière à compenser les futures déformations de la pièce générées par l’élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 2) PROCÉDÉ DE MAÎTRISE DE DÉFORMATIONS D’UNE PIÈCE INDUITES PAR UNE FABRICATION ADDITIVE MÉTALLIQUE La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement le domaine des pièces renforcées par fabrication additive pour les véhicules automobiles. Conventionnellement, il existe plusieurs méthodes pour renforcer une pièce préalablement formée et façonnée par emboutissage, pliage, etc. Une pratique fréquente consiste à souder ou à appliquer, par le biais d’une impression 3D, un élément de renfort à une zone spécifique de la pièce. Ce processus de renforcement par fabrication additive cherche à optimiser la quantité de matière ajoutée à la pièce de base dans une quête globale d’allégement des pièces mécaniques, notamment pour les structures des véhicules automobiles. Un tel procédé est mis en œuvre par fusion par exemple d’une poudre métallique ou d’un fil métallique au moyen de la technique dite DED « Directed Energy Deposition », qui utilise un laser, ou le WAAM « Wire Arc Additive Manufacturing », qui fait appel à un arc électrique. Cependant, l’ajout de matière par impression 3D entraîne une augmentation significative de la température sur la pièce de base. Cette élévation de température, inévitable et inhérente au choix du procédé, peut provoquer des déformations de la pièce après son renforcement, ce qui est nuisible aux opérations d’assemblage de ladite pièce avec d’autres composants environnants, donnant lieu à des non-conformités des assemblages. Le document de brevet publié FR 3 124 099 A1 propose de réaliser sur une face une surépaisseur de matière destinée à compenser des futures déformations causées par l’élévation de la température d’une pièce lors d’une impression 3D sur une face opposée de ladite pièce. Cependant, la solution proposée par le document présente une marge d’amélioration, notamment pour apporter plus de précision au maintien de la forme initiale de la pièce avant sa déformation due à l’élévation de la température. La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution simple, performante et économique permettant d’éviter les déformations de pièces mécaniques lors d’un apport d’un métal de renfort par fabrication additive. À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de maintien d’une pièce lors d’un apport de matière de renfort par une fabrication additive sur une première face de ladite pièce, remarquable en ce que ledit dispositif comprend un corps pourvu d’une face de réception destinée à être en contact direct avec une deuxième face opposée à la première face de la pièce, ledit corps comprenant en outre au moins un moyen de chauffage apte à chauffer la pièce à travers la deuxième face, de manière à compenser des déformations potentielles de la pièce induites par une élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort. Selon un mode de réalisation, l’au moins un moyen de chauffage comprend au moins une résistance électrique chauffante apte à monter en température pour atteindre jusqu’à 800°C. Selon un mode de réalisation, l’au moins un moyen de chauffage comprend au moins deux résistances électriques chauffantes insérées dans des orifices correspondants débouchant sur une face latérale du corps dudit dispositif. Préférentiellement, l’au moins une résistance électrique est combinée à un thermocouple dans l’orifice correspondant. L’invention a également trait à un procédé pour la maîtrise de déformations induites par l’élévation de la température d’une pièce lors d’un apport de matière de renfort par fabrication additive sur une première face de ladite pièce, remarquable en ce que ledit procédé comprend le chauffage de la pièce à travers une deuxième face opposée à la première face, de manière à compenser les futures déformations de la pièce générées par l’élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort. Selon un mode de réalisation, lors de la fabrication additive, la deuxième face est chauffée à une température égale à au moins 100°C. Selon un mode de réalisation, la fabrication additive comprend une technique WAAM de déposition par arc électrique d’un fil métallique, ou une technique DED de déposition par fusion sur lit de poudre ou sur fil métallique utilisant un laser. Selon un mode de réalisation, le chauffage de la pièce à travers la deuxième face est réalisé au moyen du dispositif selon l’invention. L’invention concerne également une pièce renforcée remarquable en ce qu’elle est obtenue au moyen d’un procédé selon l’invention. Selon un mode de réalisation, ladite pièce comprend une faible épaisseur comprise entre 1 mm et 4 mm. Préférentiellement, la pièce est fabriquée à partir d’une tôle métallique. L’invention a aussi trait à un véhicule automobile comprenant au moins une pièce selon l’invention. Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce que le chauffage ciblé au droit de la deuxième face de la pièce, permet de limiter considérablement le gradient de température entre les première et deuxième faces, ce qui permet d’éviter de manière efficace et ciblée des déformations potentielles de la pièce induites par une élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort sur la première face. FIG. 1 représente une vue en perspective d’un dispositif selon l’invention, pour le maintien d’une pièce lors d’un apport de matière de renfort par fabrication additive ; FIG. 2 représente une vue en perspective du dispositif de la FIG. 1 recevant la pièce lors de la fabrication additive, ladite pièce étant chauffée à travers une deuxième face opposée à celle comprenant le renfort, de manière à compenser les déformations potentielles de la pièce induites par une élévation subséquente de température. Description détaillée La FIG. 1 représente une vue en perspective d’un dispositif 2 selon l’invention, pour le maintien d’une pièce (visible à la FIG. 2 ) lors d’un apport de matière de renfort par fabrication additive. Le dispositif 2 comprend préférentiellement un corps 4 pourvu d’une face de réception 4.1 destinée à être en contact direct avec la pièce. En référence aux figures 1 et 2, la face de réception 4.1 est en contact direct avec une deuxième face 6.2 de la pièce 6 se trouvant à l’opposé d’une première face 6.1 recevant un renfort métallique 8 imprimé en 3D, préférentiellement par une technique DED de déposition par fusion sur lit de poudre ou sur fil métallique utilisant un laser, et plus préférentiellement par une technique WAAM de déposition par arc électrique d’un fil métallique. Etant donné que l’impression du renfort 8 est effectuée à températures ambiantes, les températures de fusion des fils d’impression engendrent des gradients de températures importantes présents localement entre la zone d’impression sur la première face 6.1 et l’autre zone opposée au niveau de la deuxième face 6.2 ne recevant pas d’impression. Il a été constaté par les inventeurs que plus les gradients était prononcés, plus le risque de déformation des pièces 6, postérieurement à l’impression 3D du renfort 8, était grand, à cause des contraintes élevées sur la pièce 6. De façon avantageuse, le corps 4 comprend au moins un moyen de chauffage 10 apte à chauffer la pièce 6 à travers la deuxième face 6.2, de manière à compenser des déformations potentielles de la pièce 6 induites par une élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort 8. Le chauffage de la pièce 6 à partir la deuxième face 6.2 est réalisé pendant l’impression 3D et/ou avant cette dernière, et préférentiellement à une température au moins égale à 100°C et au plus égale à 800°C, et plus préférentiellement comprise entre 100°C et 300°C, et encore plus préférentiellement comprise entre 150°C et 250°C. Avantageusement, un tel chauffage permet de limiter considérablement le gradient de température entre les deux faces 6.1 et 6.2, ce qui permet d’éviter de manière efficace et ciblée le déformation de la pièce 6. A cet égard, le corps 4 comprend préférentiellement des moyens de chauffage 10 comportant des résistances électriques chauffantes 10 insérées dans des orifices 12 correspondants qui sont débouchants sur une face latérale 4.2 du corps 4 du dispositif 4. Les résistances 10 comprennent des câbles 10.1 qu’ont été partiellement illustrés aux figures 1 et 2. Préférentiellement, le corps comprend quatre résistances électriques 10 disposées dans le corps 4 de façon proche de la face de réception 4.1, cela permet d’optimiser le temps nécessaire pour la montée en température de la deuxième face 6.2. Par exemple, les résistances 10 peuvent être disposées à environ un tiers d’une épaisseur E du corps 4. Le corps 4, et notamment sa face de réception 4.1, peut être obtenu en graphique, ce qui permet de mieux conserver et de répartir la chaleur vers la pièce 6. De préférence, chaque résistance 10 est couplée à un thermocouple correspondant permettant de mesurer la température instantanée, cela peut permettre d’assurer une supervision du processus, par exemple, à travers une interface homme-machine, et peut en outre permettre également d’assurer un asservissement automatisé de la montée en température en fonction de l’impression 3D, notamment pour gérer automatiquement le chauffage de la pièce 6 afin de garantir une homogénéité de la montée en température suivant l’étendue de la pièce 6 et/ou du renfort 8. Les résistances 10 peuvent être d’une forme cylindrique droite s’étendant dans le corps 4 de façon sensiblement transversale au renfort 8, ou peuvent alternativement s’étendre de façon à suivre la forme du renfort 8 sur la première face 6.1. Avantageusement, la pièce renforcée 6 est en tôle fine ayant une épaisseur comprise entre 1 et 4 mm, et plus préférentiellement comprise entre 1 et 3 mm. La pièce renforcée 6 par nervurage, chauffée lors de l’opération d’impression 3D de la nervure 8, ne subira aucune déformation et pourra ainsi être intégrée ultérieurement avec d’autres pièces dans les mêmes outillages que la pièce n’ayant pas reçu de renfort par impression 3D, en vue de leur assemblage sur le même véhicule automobile. Cela permet d’obtenir une diversité de pièces avec ou sans renfort (suivant la variante du véhicule) sans être contraint d’avoir plusieurs outillages dans la suite du processus d’assemblage, car les deux pièces (avec ou sans renfort) auront absolument la même géométrie, sans aucune déformation, et cela, grâce à la présente invention. Dispositif (2) de maintien d’une pièce (6) lors d’un apport de matière de renfort (8) par une fabrication additive sur une première face (6.1) de ladite pièce (6), caractérisé en ce que ledit dispositif (2) comprend un corps (4) pourvu d’une face de réception (6.1) destinée à être en contact direct avec une deuxième face (6.2) opposée à la première face (6.1) de la pièce (6), ledit corps (4) comprenant en outre au moins un moyen de chauffage (10) apte à chauffer la pièce (6) à travers la deuxième face (6.2), de manière à compenser des déformations potentielles de la pièce (6) induites par une élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort (8). Dispositif (2) selon la revendication 1, dans lequel l’au moins un moyen de chauffage (10) comprend au moins une résistance électrique chauffante (10) apte à monter en température pour atteindre jusqu’à 800°C. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel l’au moins un moyen de chauffage (10) comprend au moins deux résistances électriques chauffantes (10) insérées dans des orifices (12) correspondants débouchants sur une face latérale (4.2) du corps (4) dudit dispositif (2). Procédé pour la maîtrise de déformations induites par l’élévation de la température d’une pièce (6) lors d’un apport de matière de renfort (8) par fabrication additive sur une première face (6.1) de ladite pièce (6), caractérisé en ce que ledit procédé comprend le chauffage de la pièce à travers une deuxième face (6.2) opposée à la première face (6.1), de manière à compenser les futures déformations de la pièce (6) générées par l’élévation subséquente de température lors de l’apport de matière de renfort (8). Procédé selon la revendication 4, dans lequel lors de la fabrication additive, la deuxième face (6.2) est chauffée à une température égale à au moins 100°C. Procédé selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel la fabrication additive comprend une technique WAAM de déposition par arc électrique d’un fil métallique, ou une technique DED de déposition par fusion sur lit de poudre ou sur fil métallique utilisant un laser. Procédé selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel le chauffage de la pièce à travers la deuxième face (6.2) est réalisé au moyen du dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 3. Pièce renforcée (6) pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu’elle est obtenue au moyen d’un procédé selon l’une des revendications 4 à 7. Pièce (6) selon la revendication 8, dans lequel ladite pièce (6) comprend une faible épaisseur comprise entre 1 mm et 4 mm. Véhicule automobile comprenant au moins une pièce (6) selon l’une des revendications 8 et 9.