FR 2743017 A1 19970704 FR 9600107 A 19960103 La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour réaliser des objets tridimensionnels par couches successives, à partir de données informatiques représentant leur forme. De nombreuses machines automatisées utilisent actuellement le principe des "couches successives" pour réaliser rapidement des pièces prototypes, d'où leur appellation générique de machines de "Prototypage Rapide". La référence bibliographique [1] passe en revue, dans son chapitre 16, la plupart des procédés connus en 1993, et nous y feront abondamment référence dans la description de l'état de l'art. Une majorité des machines en fonctionnement en 1995 utilise l'action d'un rayon lumineux (ultra-violet, lumière visible, ou infra-rouge) pour effectuer des transformations de matières locales, successivement au sein de couches de matière première empilées progressivement les unes sur les autres. Le type de transformation effectué sur les couches peut varier selon le procédé et le matériau utilises - découpages par laser de feuilles de papier, plastique, métal, ou autres - polymérisation ou réticulation de matériaux photosensibles (résines liquides, pâtes, films) - agglomération ou frittage de poudres (plastiques, métalliques, mélanges,...) - autres... Lorsque toutes les couches nécessaires à la réalisation des pièces ont été empilées et localement transformées (sous l'action de la lumière conformément aux consignes fournies par la base de données informatiques), des traitements de finition sont généralement nécessaires pour manipuler les pièces - dans le cas de la découpe de feuilles, il faut éliminer la matière en excès (chutes de découpe) - dans le cas des polymérisations et réticulations, on effectue des traitements chimiques (bains de révélation et de nettoyage) - dans le cas du frittage de poudres, on extrait les pièces de leur environnement de poudre et on effectue généralement, après nettoyage, des recuits pour rigidifier ou densifier la pièce. - autres... L'invention est indépendante du matériau et du type de transformation mis en oeuvre, c'est pourquoi nous ne donnerons pas plus de détail sur les moyens d'utiliser la lumière pour transformer de la matière dans le cadre du Prototypage Rapide. Nous appellerons l'ensemble de ces procédés "procédés de prototypage rapide par phototransformation". Il existe également des procédés de prototypage rapide qui, au lieu de mettre en oeuvre la lumière, fonctionnent par ajout de matière; nous les distinguerons des procédés précédents par le vocable "procédés de prototypage rapide par ajout de matière". Par exemple, il est possible de réaliser des couches successives de matière à l'aide de buses de dépôt dont les mouvements et le débit sont contrôlés automatiquement. Les buses éjectent localement des gouttes ou un filament de matière fusible (cires, matières plastiques, ou autres) qui se solidifient très rapidement après éjection. Cette technique est utilisée également pour réaliser des solidifications locales sur des couches de poudres; on citera par exemple le procédé "Three Dimensional Printing développé au M.I.T. ("3DP", [1] page 409), dans lequel la solidification locale de couches de poudre de céramiques est effectuée par apport d'un liant aqueux sous forme de gouttelettes éjectées par des buses.Si l'on exclut les procédés d'usinage classique par couches successives, qui ne sont en fait qu'une variante du procédé d'usinage (tournage, fraisage, etc.), les procédés de Prototypage Rapide peuvent être classés dans deux catégories Procédés directs : des éléments de matière (gouttelet tes ou filaments) sont déposés directement sur la couche précédente (ou sur un support pour la première couche) de manière à constituer une nouvelle couche de matière solide conformément à la forme désirée. Procédés indirects - une couche de matière première est mise en place sur la couche précédente (composée, elle, de matière première et de matière transformée) - certaines parties de la couche de matière première sont transformées (soit par un apport localisé d'une autre matière, soit par l'action localisée d'un rayonnement lumineux) conformément à la forme désirée. A notre connaissance, tous les procédés de "Prototypage Rapide par phototransformation" font partie de la catégorie "Procédés indirects". Le procédé "3DP" est un procédé indirect, par contre le procédé "Fused Deposition Modelling" développé par la société américaine Stratasys ("FDM", [1] page 406) fait partie de la catégorie "Procédés directs". Dans la suite, nous ne nous intéresserons qu'aux "Procédés Indirects", qui sont les seuls susceptibles d'être avantageusement remplacés (en gardant les mêmes matières premières et le même type de transformation) par le procédé et le dispositif relatif à l'invention. Les étapes nécessaires à la création de pièces par "procédé indirect de Prototypage Rapide" peuvent être résumées comme suit: a) les données informatiques décrivant la forme des pièces à réaliser sont traitées par un logiciel de manière à subdiviser le modèle virtuel en une multitude de tranches parallèles (en général horizontales) de faible épaisseur; ces tranches constituent une nouvelle base de données. b) Une première couche de matière première est déposée sur un support par l'intermédiaire d'un dispositif mécanique. c) La première coupe des pièces à produire est réalisée au sein de la première couche par des transformations sélectives de matière induites soit par des éclairements sélectifs réalisés à la surface libre de la première couche, soit par des apports de matière ayant pour propriété de modifier localement les propriétés physiques de la matière constituant la première couche. d) Une couche suivante de matière première est établie au dessus de la précédente, d'épaisseur correspondant à la coupe à réaliser, définie par la base de données informatiques issue de l'étape a). e) La coupe des pièces à produire est réalisée par des transformations sélectives de matière (de façon similaire à l'étape c)) au sein de la couche établie à l'étape d) L'adhérence à la couche précédente pour obtenir la cohésion nécessaire à la partie de la pièce déjà créée (trans forma- tions réalisées sur les couches précédentes) est réalisée soit au cours de l'étape d) (procédés de découpe par exemple), soit par la transformation elle-même qui établit des liens avec les parties transformées de la couche précédente. f) Répétition des étapes d) et e) jusqu'à l'obtention de l'ensemble de la pièce à créer. g) Post traitements (nettoyages, attaques chimiques, recuits, densifications, etc...) La phase d) (mise en place d'une couche de matière première) conduit à une baisse de productivité substantielle des machines utilisant les procédés classiques décrits cidessus dans la mesure où aucune transformation de matière (donc aucun avancement de la fabrication des pièces) n'est effectuée durant cette phase, qui peut durer nettement plus de la moitié du cycle répétitif (étape d), étape e) gouvernant la vitesse de fabrication de la pièce désirée. Dans le cas des résines liquides par exemple, pour réaliser des couches de l'ordre de 150 micromètres, il est utile de réaliser un mouvement relatif de la partie déjà solidifiée par rapport à la surface libre de résine, d'amplitude supérieure à l'épaisseur de couche désirée (plusieurs millimètres pour 150 micromètres avec des résines très visqueuses) pour résoudre les difficultés de mouillage solide / liquide. Ce mouvement entraîne des perturbations de la planéité de la surface libre du liquide (non compatibles avec l'étape e)) dont il faudra attendre la relaxation (jusqu'à obtenir une surface libre plane) avant de poursuivre le cycle de fabrication. Le temps de relaxation est en général d'autant plus long que la résine est visqueuse, la couche mince, et la surface de la dernière couche solidifiée grande. Afin de réduire ces temps de relaxation improductifs, la société américaine 3D Systems, principal fabricant au plan mondial en 1995 sur le marché des machines fonctionnant selon le principe décrit ci-dessus, utilise un racleur ("wiper blade") . Ce racleur est un barreau ou une lame rigide couvrant toute la largeur de la cuve (la résine est contenue dans une cuve de forme sensiblement parallèlépipédique, de longueur, largeur et profondeur variables selon le modèle) et effectuant un mouvement de translation sur toute la longueur de la cuve contenant le liquide parallèlement à la surface de la résine liquide, ce qui provoque par interaction mécanique liquide / solide des écoulements forcés ayant pour conséquence une réduction notable de l'amplitude des déformations de la surface du liquide. Il est clair que la nature de ces phénomènes physiques impose des contraintes sur la vitesse de déplacement du racleur, puisqu'on a affaire à des résines le plus souvent fort visqueuses. Il faut de plus trouver un compromis sur cette vitesse : plus elle est lente, moins le racleur perturbe la surface (traînée en aval, vague en amont), et plus le temps de relaxation après le passage du racleur est faible. D'autres dispositifs fonctionnant sensiblement selon le même principe ont été imaginés. On trouve par exemple dans le brevet EP 0 484 182 Al déposé par la société Mitsubishi, la description d'un système de mise en place des couches basé sur la mise en mouvement non pas d'une lame rigide comme cidessus, mais de deux barres rigides, parallèles et proches l'une de l'autre. Ces barres sont situées au dessus de la surface libre du matériau liquide, et sont en contact avec celui-ci par l'intermédiaire de sortes de pinceaux composés de poils souples. La disposition de ces pinceaux sur chacune des barres (en quinconce) permet d'obtenir un étalement du liquide relativement homogène et efficace lors de la mise en mouvement simultanée des barres rigides (parallèlement à la surface du liquide). Le lecteur pourra se référer à la figure 15 A de ce brevet EP 0 484 182 Al. La machine de "Prototypage Rapide" développée par l'équipe SOMOS de la société américaine DuPont de Nemours (Cf. [1] page 403) dépend pour sa phase de mise en place des couches d'une large plaque métallique se déplaçant horizontalement au contact d'un liquide photopolymérisable, de manière à laisser après son passage une surface de matériau suffisamment plane pour que la phase d'éclairement e) puisse s'effectuer. Ce système est comparable à celui des machines de 3D Systems décrit précédemment, avec comme différence le fait que la fonction de la lame métallique rigide est remplie par une plaque métallique beaucoup plus large, avec cependant des résultats proches du point de vue de la qualité ou de la rapidité de la phase d). Certaines des machines utilisant un matériau photopolymérisable liquide conçues par le fabricant allemand EOS (Cf. [1] page 406) utilisent une lame fine de forme et de dimension proches de celles de la lame des machines de 3D Systems, mais qui entre en contact avec le liquide par l'intermédiaire d'un revêtement réalisé en matière plastique souple, avec des performances toujours du même ordre. Les machines les plus récentes de cette société utilisent un dispositif comparable à celui des machines SOMOS, mais avec en plus une alimentation en liquide évitant de perturber la surface libre du liquide, comme cela est nécessaire avec les machines SOMOS. Un autre exemple de système de mise en place des couches est décrit dans la demande de brevet PCT/FR 93/00538, correspondant à la demande française n" 92 - 07 022. Le dispositif comporte, comme dans le brevet EP 0 484 182 Al, plusieurs barres rigides, parallèles et proches les unes des autres, mises en mouvement simultanément au dessus de la surface libre du matériau. Des films minces sont fixés à chacune des barres de manière à entrer en contact avec le liquide par leur partie inférieure. L'étalement de la couche est obtenu par l'interaction films/liquide provoquée par la mise en mouvement des barres auxquelles sont attachés les films. Dans tous les exemples cités, on retrouve une caractéristique commune : au moins un support rigide (équipé ou non dans sa partie inférieure d'éléments souples) est mis en mouvement parallèlement à la surface libre de liquide pour effectuer la phase de mise en place des couches. Nous appellerons chaque ensemble {support rigide + éventuels éléments souples) un "élément racleur". Dans les machines de 3D Systems, DuPont, ou EOS, on a un seul "élément racleur". Dans le brevet EP 0 484 182 Al, on en a deux, et dans la demande de brevet PCT/FR 93/00538, on aura autant d'"éléments racleurs" que d'ensembles (barre rigide + film(s)). De manière plus générale, lorsque plusieurs "éléments racleurs" sont utilisés dans les machines connues pour réaliser la phase d) du procédé décrit ci-dessus, c'est parce que l'usage d'un seul "élément racleur" aboutirait à une moins bonne efficacité de la phase d). Il est donc légitime de considérer l'ensemble des "éléments racleurs" comme une seule unité fonctionnelle, que nous appellerons "ensemble racleur". Nous allons élargir la définition des termes "élément racleur" et "ensemble racleur" à d'autres exemples de dispositifs analogues mis en oeuvre pour établir des couches de poudres ou pour empiler des films (ou feuilles), ceci afin de mettre en évidence un défaut essentiel commun à la grande majorité des "procédés indirects", indépendamment de la variété des matières premières utilisées (liquide, solide (film, feuille), poudres, pâtes, etc...). Lorsque la matière première est une poudre, le dispositif classique utilisé pour la mise en place des couches ressemble beaucoup à ceux décrits ci-dessus relatifs aux matières premières liquides. En effet, pour établir une fine couche de poudre au-dessus des couches précédentes, on provoque classiquement le déplacement d'un rouleau cylindrique (parfois animé d'un mouvement de rotation autour de son axe) parallèlement à la surface libre de poudre, et perpendiculairement à l'axe géométrique dudit rouleau cylindrique (procédé "3DP" [1] page 409, procédé "Selective Laser Sintering", ou SLS, développé par la société américaine DTM [1] page 399) .Ainsi, comme dans le cas du barreau racleur, la mise en place d'une couche est assurée par des interactions mécaniques entre la matière première et un élément se déplaçant parallèlement à la surface libre de cette matière première. La notion élément racleur" sera donc élargie dans ce cas au rouleau cylindrique utilisé dans l'étape d) pour les procédés à base de poudre. Lorsque la matière première se présente sous forme de films ou de fines feuilles (papier, plastique, etc...), la mise en place des couches est réalisée par des dispositifs complexes de manipulation automatique, très éloignés de ceux décrits ci-dessus. Toutefois, dans certaines machines utilisant des films ou des feuilles, l'étape d) comprend une phase de finition dans laquelle un dispositif très analogue à celui utilisé pour la mise en place des couches de poudres (cylindre en mouvement) est mis en oeuvre pour éliminer les défauts résiduels (bulles, adhérence imparfaite, etc...) laissés par le dispositif de manipulation et de mise en place des feuilles. Nous élargirons par analogie la définition élément racleur" à ce dernier dispositif de finition. En référence aux quelques exemples donnés ci-dessus nous pouvons donner une définition générale du terme "élément racleur". Un "élément racleur" est une pièce mécanique essentielle du dispositif utilisé pour réaliser l'étape d) dans la plupart des machines de Prototypage Rapide de la catégorie "procédés indirects", ayant pour caractéristiques - sa forme est sensiblement allongée - il est mis en mouvement parallèlement à l'orientation des couches des pièces en cours de fabrication par l'intermédiaire de dispositifs de guidage et d'entraînement - il exerce des actions mécaniques directes (contact) ou indirectes (par l'intermédiaire de poils, films, etc...) sur la matière première au cours de son mouvement pour participer de manière constructive à la réalisation de l'étape d) - il peut être animé d'un mouvement propre (par exemple rotation pour les cylindres) - il peut être associé à d'autres pièces mécaniques analogues (par leur forme, leur fonction et leur mouvement) reliées ou non à son propre dispositif de guidage et d'entraînement. Dans ce cas, on dira que le dispositif utilisé pour réaliser l'étape d) comporte "plusieurs éléments racleurs". Cette définition du terme "élément racleur" est intentionnellement peu restrictive, afin de pouvoir rester valable dans la suite de la description, notamment dans le cadre de l'exposé du procédé et du dispositif relatifs à l'invention. Cependant, si on se contente de constater que, conformément à la définition précédente, la majorité des "procédés indirects" utilise au moins un "élément racleur" pour réaliser l'étape d), on établit une similitude qui peut sembler assez artificielle entre lesdits "procédés indirects", à cause du caractère très général de la définition donnée pour "élément racleur". C'est pourquoi nous allons maintenant montrer comment les contraintes directement liées à l'utilisation d'un ou plusieurs "éléments racleurs" dans un "procédé indirect" classique ont poussé les constructeurs à adopter un mode de fonctionnement très proche en termes de cinétique, de trajectoires, et de synchronisation. Dans toute machine de Prototypage Rapide par "procédé indirect", les transformations de matière sont induites, pour des raisons d'accessibilité physique, par la face dite "libre" de la couche en cours de traitement (par opposition à la face dite "cachée", qui est en contact avec la couche précédente). En théorie, il est possible de réaliser des transformations sur l'ensemble de la surface définie par la "face libre", mais bien souvent le dispositif utilisé pour effectuer les transformations locales (que nous dénommerons "système de transformation") ne permet, par construction, d'avoir accès qu'à une portion de cette "face libre". Nous appellerons "champ de travail" la portion de plan coïncidant avec la portion de la "face libre" accessible au "système de transformation". Sauf rares exceptions, le "champ de travail" possède une forme et une position (relativement au châssis de la machine) fixes au cours de la réalisation des pièces. C'est pourquoi nous nous limiterons dans la suite, par souci de clarté, au cas le plus largement répandu, caractérisés par - forme du "champ de travail" rectangulaire de longueur et de largeur fixes, - position du "champ de travail" fixe par rapport au châssis de la machine. Pour éviter le déplacement du "champ de travail" par rapport à la machine, consécutif à l'empilement progressif des couches, un dispositif mécanique est utilisé pour déplacer l'ensemble des couches déjà réalisées dans le sens inverse de celui de l'empilement, de manière à effectuer la compensation nécessaire lors de la mise en place de chaque nouvelle couche. Ce dernier dispositif est appelé "axe Z", ou "axe vertical" pour des raisons historiques, étant donné que les premières machines de Prototypage Rapide utilisaient une matière première liquide (résine photopolymérisable) contenue dans une cuve, imposant une orientation des couches horizontale (déterminée par la surface libre du liquide) et par conséquent un dispositif de compensation agissant selon l'axe de la gravité. C'est pourquoi, dans la suite de la description, nous écrirons que les couches sont "horizontales", que chaque nouvelle couche est déposée "au-dessus" de la couche précédente, que l'"axe Z" est effectivement "vertical", etc... L'emploi d'expressions ou de qualificatifs directement liés à la direction de la gravité terrestre permettra de décrire plus simplement dans la suite le fonctionnement détaillé des machines de Prototypage Rapide, mais cela ne doit pas être interprété comme une restriction du champ d'application du procédé et du dispositif relatifs à l'invention. Ainsi nous pouvons dire que les "éléments racleurs" sont situés au-dessus du "champ de travail", qu'ils sont mis en mouvement sensiblement horizontal (en plus d'éventuels mouvements locaux tels que par exemple la rotation des cylindres citée plus haut) et qu'ils entrent en contact avec la matière première par leur partie inférieure (directement ou indirectement). De plus, on dit que le "champ de travail" est une portion de plan horizontal, et lorsque sa position est fixe par rapport au châssis de la machine, on dit que son altitude et sa position horizontale sont fixes (la machine étant bien sûr considérée comme fixe). Enfin, les photons ou la matière utilisés pour effectuer les transformations ont une trajectoire descendante avant d'entrer en contact avec la matière première située au niveau du champ de travail. Cette dernière remarque soulève l'une des contraintes imposées par l'utilisation d'un ou plusieurs "éléments racleurs", que nous nommerons "effet d'ombre". En effet, si une partie mécanique d'un "élément racleur" est située sur la trajectoire d'une particule de matière provenant du "système de transformation", elle constitue un obstacle empêchant la particule d'atteindre sa destination prévue. Dans le cas des photons, le problème est très similaire si la partie de élément racleur" en question est opaque au rayonnement. Pour résoudre ce dernier cas, des tentatives d'utilisation d'"éléments racleurs" transparents au rayonnement ont conduit à d'autres problèmes (adhérence indésirable de l'"élément racleur" avec la matière transformée) que nous ne détaillerons pas ici; ces tentatives n'ont, à notre connaissance, jamais donné naissance à des machines commerciales de Prototypage Rapide. En résumé, les "éléments racleurs" peuvent provoquer un "effet d'ombre" relativement au "système de transformation", s'ils sont situés au-dessus du "champ de travail". Pour réaliser l'effet désiré (étalement ou aplanissement d'une couche), un élément racleur doit, dans un procédé classique, parcourir une trajectoire horizontale telle que son action ait lieu au moins sur la totalité du "champ de travail", sauf exceptions dans le cadre de variantes qui seront détaillées plus loin. Cette action est comparable à celle du couteau (assimilé à élément racleur") que l'on utilise pour étaler du beurre (assimilé à la matière à étaler ou aplanir) sur la surface d'une tartine (assimilée au "champ de travail") : il faut effectuer un mouvement relatif du couteau par rapport à la tartine, d'amplitude au moins égale au plus faible "diamètre" de la tartine pour la recouvrir complètement de beurre. Pour poursuivre l'analogie, prenons l'exemple d'une tartine rectangulaire de dimension 5 centimètres sur 10 centimètres.La manière optimale pour recouvrir totalement cette tartine de beurre, en termes de minimisation de l'amplitude des mouvements nécessaires, est d'utiliser un couteau dont la lame a une longueur d'au moins 10 centimètres, de disposer ladite lame en contact avec toute la longueur de l'un des bords de longueur 10 centimètres de ladite tartine, et d'effectuer un mouvement sensiblement parallèle au plan de la tartine, perpendiculairement à la direction définie par la lame, en direction du bord opposé de la tartine, et d'amplitude égale à au moins la largeur de ladite tartine (soit 5 centimètres pour l'exemple choisi). Pour en revenir aux "éléments racleurs", il est nécessaire dans les procédés classiques de provoquer un mouvement desdits "éléments racleurs" tel que la surface balayée au cours du mouvement comprenne au moins la totalité du "champ de travail". Ainsi, pour un "champ de travail" rectangulaire, l'amplitude minimale du mouvement d'un "élément racleur" sera égale à la largeur dudit "champ de travail". Nous venons de mettre en évidence le fait que l'utilisation d'un "élément racleur" dans un procédé indirect classique impose une seconde contrainte (en plus de l'"effet d'ombre") , que nous nommerons "contrainte d'amplitude", qui peut se résumer ainsi : pour obtenir l'effet désiré (étalement ou aplanissement d'une couche au cours de l'étape d)) avec un "élément racleur" donné, il existe une amplitude minimale de déplacement horizontal de celui-ci, liée à la forme et aux dimensions du "champ de travail". Retenons simplement pour l'instant que cette "contrainte d'amplitude", associée à l'"effet d'ombre" précédemment cité, conduit à une baisse de productivité (des chiffres seront donnés plus loin) de l'ensemble du procédé. Avant de passer à la description détaillée de la solution adoptée dans l'ensemble des "procédés indirects" classiques pour utiliser un "élément racleur" tenant compte des deux contraintes décrites ci-dessus, nous allons essayer de généraliser la notion d'"ensemble racleur" (donnée plus haut pour des exemples relatifs aux matériaux liquides). En laboratoire, certains concepteurs de machines utilisant par exemple des poudres ont choisi d'associer plusieurs "éléments racleurs" (en l'occurrence des cylindres) disposés parallèlement les uns par rapport aux autres, pour réaliser l'étape d). Un tel type de dispositif (comprenant plusieurs "éléments racleurs") permet en général d'améliorer la qualité du résultat obtenu (planéité de la nouvelle couche) sans engendrer de pénalité sur la durée de mise en place de la couche, comparativement à un dispositif ne comportant qu'un seul "élément racleur" de même type. En effet, si l'on en revient à l'analogie de la tartine de beurre, on comprendra intuitivement que plusieurs passages successifs d'un unique "élément racleur" sur l'ensemble du "champ de travail" permettent de rectifier progressivement les défauts éventuels laissés lors des précédents passages. I1 est évident que si lesdits passages successifs sont effectués par plusieurs "éléments racleurs" similaires mis en mouvement l'un après l'autre de telle sorte que chacun balaie l'ensemble du "champ de travail", le résultat sera identique. Enfin, si par exemple les différents "éléments racleurs" sont disposés parallèlement entre eux et reliés à un système de guidage et d'entraînement unique par l'intermédiaire de pièces mécaniques, on pourra obtenir en un seul passage de l'ensemble ("éléments racleurs" + pièces mécaniques}, d'amplitude sensiblement égale à celle requise en n'utilisant qu'un "élément racleur" pour balayer l'ensemble du "champ de travail", un effet très similaire à celui produit par plusieurs passages d'un seul "élément racleur". Nous pouvons donc constater qu'il suffit de remplacer un "élément racleur" par un ensemble mécanique (que nous appellerons "ensemble racleur") composé de plusieurs "éléments racleurs" pour améliorer à peu de frais (pas de moteur ni de guidages supplémentaires, ni d'augmentation substantielle de l'amplitude des mouvements à réaliser) la qualité des couches réalisées au cours de l'étape d). De même qu'il existe une grande variété apparente d'"éléments racleurs", il existe dans l'état de l'art différentes manières de réaliser des "ensembles racleurs" se distinguant entre elles par le nombre, la disposition relative, et le type des "éléments racleurs" les composant. I1 est parfois intéressant d'utiliser plusieurs types différents d'"éléments racleurs" au sein d'un même "ensemble racleur" pour optimiser l'effet global recherché. Dans le cas du procédé du brevet EP 0 484 182 Al cité plus haut, il est fort probable qu'en n'utilisant qu'un seul des "éléments racleurs" composant l'"ensemble racleur", le résultat serait très mauvais (disposition fortement discontinue des parties en contact avec la matière première); par contre, la disposition relative judicieuse (en quinconce) des deux "éléments racleurs" au sein de l'"ensemble racleur" permet probablement de réaliser rapidement des couches de bonne qualité. Il est important de savoir que dans toutes les machines connues de Prototypage Rapide par "procédé indirect" utilisant au moins un "ensemble racleur" (ce qui représente la grande majorité des cas), celui-ci est unique. En effet, les différents "éléments racleurs" sont toujours disposés parallèlement entre eux, et proches les uns des autres, de manière à former un ensemble mécanique de géométrie sensiblement allongée au sein duquel la disposition relative des "éléments racleurs" reste fixe (hormis par exemple d'éventuels mouvements propres tels que les rotations pour les cylindres, ou d'éventuelles déformations des parties souples) De plus, à notre connaissance, les différents "éléments racleurs" mis en oeuvre dans une machine de Prototypage Rapide sont reliés à un unique dispositif de guidage et mis en mouvement ensembles (mouvement horizontal) par l'intermédiaire d'un moteur unique. Ainsi, en ce qui concerne leur mouvement horizontal, les "éléments racleurs" sont soit tous à l'arrêt, soit tous animés d'un mouvement horizontal identique à chaque instant (direction, vitesse, accélération). Nous pouvons maintenant décrire de manière plus détaillée la succession des étapes constituant l'étape d) de mise en place des couches, afin de mettre en évidence l'extrême similitude entre tous les "procédés indirects" utilisant au moins un "élément racleur". Pour ce faire, nous nous appuierons sur la figure 1 qui schématise les étapes dont il est question, dans le cas d'un "champ de travail" (1) rectangulaire de longueur L et de largeur La. L"'ensemble racleur" (2) (unique) est composé de deux "éléments racleurs" (3) pour l'exemple choisi. On pourra constater que, conformément à la description ci-dessus, cet ensemble est de forme allongée, sensiblement rectiligne, et disposé parallèlement à l'un des côtés du "champ de travail". La longueur de l'"ensemble racleur" est légèrement supérieure à celle du "champ de travail" de manière à ce qu'un mouvement de direction sensiblement perpendiculaire à son "axe" (4) suffise à provoquer l'action de mise en place de la couche désirée sur la totalité de la surface du "champ de travail". La figure 1 résume en trois étapes (figures 1(A), 1(B), puis 1(C)) le processus adopté par la grande majorité des constructeurs pour réaliser l'étape d) par un exemple très représentatif de l'état de l'art ("champ de travail" rectangulaire) . Nous allons maintenant commenter ces étapes en les situant dans le contexte du cycle répétitif général des "procédés indirects" (étapes d) et e)). La figure 1(A) correspond à l'étape e), que nous nommerons par la suite pour plus de clarté "phase de transformation", au cours de laquelle des transformations sélectives sont effectuées sur la couche en cours de traitement (phototransformation ou apport de matière). La section à réaliser est représentée par l'ensemble des trois zones hachurées S1, S2, et S3. On remarquera que l'"ensemble racleur" est à l'arrêt, et placé de sorte qu'aucune de ses parties ne masque l'accès au "champ de travail" (problème de l'"effet d'ombre" résolu). La figure 1(B) représente une vue instantanée de la période pendant laquelle l'"ensemble racleur" est mis en mouvement horizontal. Ce mouvement est réalisé parallèlement aux petits côtés du "champ de travail" (sens des flèches); à l'instant représenté, l'"ensemble racleur" a déjà parcouru une distance d depuis sa position de départ.Remarquons que, à ce moment, l'ensemble des points de S1 a déjà subi l'action de l'"ensemble racleur" (c'est pourquoi nous avons choisi de le représenter non hachuré), c'est-à-dire qu'une nouvelle couche de matière a été établie au dessus de la partie S1 de la couche venant d'être transformée, ainsi d'ailleurs que sur toute la portion du "champ de travail" (représentée par (U) sur la figure) située à gauche de l"'ensemble racleur" (c'est à dire "derrière" l'"ensemble racleur" relativement au sens du mouvement).Remarquons qu'à l'instant choisi pour schématiser la figure 1(B), l'"ensemble racleur" coïncide partiellement avec la zone S2 venant d'être transformée. I1 est clair qu'à cet instant, il n'est pas possible de procéder à la transformation de l'ensemble de la couche suivante pour deux raisons - l'"ensemble racleur" produit un "effet d'ombre" sur une partie du "champ de travail"; - sur la partie représentée par (NU) du "champ de travail", composée d'une part d'une zone masquée par l"'ensemble racleur", et d'autre part par toute la partie du "champ de travail" située à droite de l'"ensemble racleur" (c'est à dire "devant" celui-ci relativement au sens du mouvement), la nouvelle couche de matière n'a pas encore été complètement mise en place. C'est pourquoi la solution généralement adoptéee consiste à poursuivre le mouvement de l'"ensemble racleur" jusqu'à ce qu'il arrive à la position représentée sur la figure 1(C), avant de procéder à de nouvelles transformations sélectives. Cette nouvelle position d'arrêt est telle que la totalité du "champ de travail" est à gauche de l'"ensemble racleur" (pas d'"effet d'ombre"); la nouvelle section à transformer est représentée par les zones S1', S2', S3' dont les contours sont dessinés en pointillé. Il est alors possible de procéder à la transformation de la nouvelle section, de sorte que l'on se retrouve dans un cas de figure très similaire à celui de la figure 1(A).Il est clair qu'après avoir réalisé la nouvelle "phase de transformation", il suffit de provoquer le mouvement inverse de l'"ensemble racleur" (de droite à gauche) pour mettre en place la couche suivante. Le cycle de fabrication (étapes d) et e)) peut donc se résumer, conformément à la description ci-dessus, par la succession des étapes suivantes - L '"ensemble racleur" est complètement dégagé du "champ de travail" - On suspend les transformations de matière pendant toute la durée du mouvement (de gauche à droite) de l'"ensemble racleur" permettant de réaliser la mise en place d'une nouvelle couche de matière sur la totalité du "champ de travail". - L' "ensemble racleur" est complètement dégagé du "champ de travail" (à droite cette fois), et on effectue toutes les transformations de matière nécessaires. - On suspend les transformations de matière pendant toute la durée du mouvement (de droite à gauche) de l'"ensemble racleur", etc... De manière plus générale, en tenant compte des variantes qu'il est possible de rencontrer dans l'état de l'art relativement à la forme du "champ de travail" (circulaire par exemple) ou à la trajectoire de l'"ensemble racleur" (par exemple mouvement d'aller-retour pour effectuer la mise en place de la couche), la solution choisie par la quasi totalité (les exceptions seront abordées plus loin) des constructeurs connus respecte les règles suivantes R1 - Il n'existe qu'un "ensemble racleur". R2 - Lorsque l'"ensemble racleur" est en mouvement au dessus du "champ de travail", aucune transformation n'est effectuée. R3 - Pendant les "phases de transformation", l'"ensemble racleur" ne provoque aucun "effet d'ombre" sur le "champ de travail". R4 - Entre deux "phases de transformation" successives, l'"ensemble racleur" effectue son action sur la totalité du "champ de travail", c'est à dire qu'il suit une trajectoire d'amplitude au moins égale à celle imposée par la "contrainte d'amplitude" citée plus haut. Cette solution générale, presque systématiquement utilisée dans les "procédés indirects" connus, possède certes l'avantage d'être très simple à mettre en oeuvre et d'éviter tout risque d'"effet d'ombre", mais impose un inconvénient majeur pour la productivité potentielle des machines concernées, à savoir l'existence de périodes improductives (pas de transformation effectuée) correspondant sensiblement aux périodes pendant lesquelles l'"ensemble racleur" est en mouvement. Avant de proposer le procédé et le dispositif relatifs à l'invention, nous allons donner quelques exemples chiffrés permettant de mieux évaluer les inconvénients du procédé classique que nous venons de décrire. Si on se réfère à l'exemple choisi dans la figure 1, on pourra constater que la course minimale à parcourir par l'"ensemble racleur" pour respecter à la fois la contrainte sur l'"effet d'ombre" et la "contrainte d'amplitude" est égale à la distance La + R. Cette distance minimale est parcourue en général à vitesse sensiblement constante, comprise dans la fourchette de 1 à 200 millimètres par seconde. Pour fixer les idées, nous prendrons une vitesse de 10 millimètres par seconde, une longueur L de 600 millimètres, une largeur La de 300 millimètres, et une largeur R de l'"ensemble racleur" de 50 millimètres. Un rapide calcul nous donne la durée du mouvement de l'"ensemble racleur" pour un cycle, à savoir 35 secondes.Conformément à la règle R2, deux "phases de transformation" sont donc séparées par une période non productive (pas de transformation de matière, donc pas d'avancement concret de la création du volume de la pièce) de 35 secondes. Il se trouve que dans le domaine du Prototypage Rapide, les couches réalisées sont de l'ordre de 100 micromètres, soit donc un nombre de 1000 couches pour une pièce de hauteur 100 millimètres, et une somme de 35000 secondes (un peu moins de 10 heures) non productives pendant la fabrication.Nous verrons par la suite qu'il peut exister d'autres périodes improductives, mais pour l'instant nous allons considérer tout simplement que la durée totale de la fabrication d'une pièce est donnée par la somme des durées de déplacement de 1'"ensemble racleur" (ici le nombre de couches multiplié par 35 secondes) et la somme des durées de toutes les "phases de transformation". La durée des "phases de transformation" étant très variable selon le type de transformation réalisée et les moyens mis en oeuvre pour la réaliser, nous ne donnerons ici que quelques variantes essentielles qui permettent de mieux comprendre quels paramètres interviennent pour le calcul des durées des "phases de transformation". En ce qui concerne les technologies fonctionnant par apport de matière, le dispositif de transformation est en général constitué d'une ou plusieurs buses d'éjection dont le mouvement au-dessus du "champ de travail" est contrôlé très précisément. Pour de telles technologies, la durée de chaque "phase de transformation" est pratiquement proportionnelle à la surface de la section à transformer, dans la mesure où la vitesse de déplacement des buses, ainsi que leur débit, sont à peu près fixes tout au long de la fabrication. On évaluera dans ce cas la valeur moyenne de l'ensemble des sections, de manière à pouvoir exprimer la somme des durées des "phases de transformation" de la manière suivante La durée moyenne de la "phase de transformation" est égale au produit du nombre de couches, de la surface moyenne des sections à transformer (exprimée par exemple en mètres carrés), et d'un terme de capacité surfacique (exprimé par exemple en secondes par mètres carrés). Le terme de capacité surfacique est à considérer comme une constante technologique intégrant le nombre de buses, leur vitesse de déplacement, leur débit, etc... Les technologies fonctionnant sur le principe de la phototransformation induite par un balayage laser font intervenir des paramètres très similaires. En effet, la durée des "phases de transformation" peut également s'exprimer comme le produit du nombre de couches par la section moyenne et par une constante technologique liée aux performances du matériel utilisé. Dans ce dernier cas, cette constante intègre les paramètres essentiels suivants - nombre de points d'impact de faisceaux lumineux - vitesse de déplacement des points d'impact - puissance lumineuse des faisceaux - réactivité du matériau - dimensions et forme des points d'impact - autres ... Notons que pour le cas de la découpe par laser, le facteur section moyenne est à remplacer par un terme correspondant plutôt à la longueur moyenne des contours des sections à découper. Il reste enfin le cas le plus simple des phototransformations induites par des sources lumineuses permettant d'éclairer simultanément la totalité du "champ de travail" au travers de masques à géométrie variable dont la forme correspond à celle de la section à transformer. Ces dernières technologies (lampes + masques} ont pour caractéristique de ne pas dépendre de la section moyenne des pièces à réaliser, et sont telles que la durée de chaque "phase de transformation" est identique pour chaque couche. On obtiendra alors la durée de la "phase de transformation" en multipliant le nombre de couches par une constante technologique (exprimée par exemple en secondes) indépendante de la section moyenne. Cette dernière constante technologique dépend dans ce cas essentiellement des paramètres suivants - densité locale de puissance lumineuse reçue sur le champ de travail - réactivité du matériau. En résumé, si l'on ne tient pas compte des variations éventuellement induites par la forme des sections des pièces à réaliser, la durée des "phase de transformation" peut raisonnablement s'exprimer sous la forme générale du produit du nombre de couches par une constante dépendant de la technologie employée. Et donc, conformément à ce que nous avons vu précédemment, le temps total de fabrication sera donné par le produit du nombre de couches par un terme composé de la somme de la durée (constante) du mouvement de l"'ensemble racleur" au cours d'un cycle et d'une constante technologique. Très schématiquement, la constante technologique est d'autant plus faible que l'investissement en matériel non consommable est important. Pour poursuivre l'exemple précédent, nous allons arbitrairement considérer trois cas de figure relativement raisonnables Machine 1 : Constante technologique = 3 secondes Machine 2 : Constante technologique = 30 secondes Machine 3 : Constante technologique = 300 secondes En fonction des formules données ci-dessus, on peut évaluer la capacité de production des 3 machines (la durée de mouvement de l'"ensemble racleur" étant fixée à 35 secondes pour les 3 cas, car elle est a priori indépendante de constante technologique, liée elle aux "phases de transformation") en termes de nombre de couches créées par heure de fonctionnement. Un calcul de l'efficacité de la machine, rendant compte de l'importance relative des temps productifs par rapport aux temps improductifs, et donné par le rapport de la somme des durées des "phases de transformation" sur le temps total de fabrication, figure dans la colonne de droite Couches/heure Efficacité Machine 1 95 8% Machine 2 55 46% Machine 3 11 89% En comparant les machines 1 et 2, on peut constater que même si l'on réduit la constante technologique d'un facteur 10 (avec le surcoût initial que cela implique), la capacité de production n'augmente que d'un facteur inférieur à 2, ceci à cause de l'existence d'un temps improductif imposé par le procédé classique.Ajoutons que l'efficacité extrêmement faible (environ 8%) de la machine 1 conduit à un surcoût de consommables extrêmement important si l'on utilise des sources lumineuses continues (lasers, lampes) pour réaliser les transformations. Le cas assez extrême de la machine 3 (constante technologique de l'ordre de 10 fois le temps improductif) est à exclure également dans la mesure où la productivité est trop faible, étant donné le cours du marché, pour assurer les frais annexes (maintenance, personnel, etc...) liés à ce type de technologie, et le retour sur investissement dans un temps raisonnable. Nous pouvons donc constater que les choix technologiques permettent de jouer dans une large mesure sur le facteur constante technologique, et également que les temps improductifs imposés par le procédé classique font obstacle à un emploi efficace des technologies de transformation sélective de matière les plus performantes. Nous avons pour le moment assimilé les temps improductifs à la seule durée du mouvement de l'"ensemble racleur", ce qui est assez raisonnable pour la plupart des machines connues, notamment pour les procédés dont le matériau est une pâte ou une poudre. Toutefois, dans le cas des liquides visqueux, il est bien souvent nécessaire d'attendre un certain temps après le passage de l'"ensemble racleur" sur le "champ de travail" pour obtenir la planéité de la surface nécessaire au contrôle précis de la fabrication. Ce temps d'attente est lié à la vitesse de relaxation des défauts résiduels de planéité de la surface ("derrière" l "'ensemble racleur" relativement au sens de son mouvement, Cf. la zone (U) de la figure 1(B)) et est d'autant plus important que le liquide est visqueux. A matériau (liquide visqueux) donné, on observe schématiquement la règle suivante : plus la vitesse de passage de l"'ensemble racleur" est importante, plus les défauts résiduels sont de forte amplitude, et donc plus les temps de relaxation sont importants. Il s'agit donc de trouver les conditions de fonctionnement qui permettent de minimiser la somme des durées des mouvements de l'"ensemble racleur" et des temps de relaxation correspondants. Les solutions adoptées par les constructeurs de machine sont assez variées, car il est possible de jouer sur plusieurs paramètres relativement indépendants, tels que par exemple - le nombre de passages successifs sur le "champ de travail", - la vitesse de déplacement, les temps d'arrêt, les rampes d'accélération, etc... - la composition de l'"ensemble racleur" (nombre, type, et disposition relative des "éléments racleurs"). Toutefois, les règles R1 à R4 restent vérifiées en raison des contraintes imposées par le procédé classique, et il est rare de trouver des machines de Prototypage Rapide par "procédé indirect" dans lesquelles le temps improductif est inférieur à 10 secondes par couche. A titre indicatif, nous allons refaire les calculs de performance des machines 1, 2 et 3 en prenant cette valeur de 10 secondes, que nous prendrons comme valeur plancher raisonnable pour une course de l'"ensemble racleur" de l'ordre de 300 millimètres. On obtient alors Couches/heure Efficacité Machine 1 277 23% Machine 2 90 75% Machine 3 12 96% Par rapport aux performances calculées avec une base de 35 secondes de temps improductif, on constate que, surtout pour la machine 1, a priori la plus performante et donc la plus chère, l'efficacité est très nettement améliorée. Or le coût du dispositif de mise en place des couches est en règle générale assez marginal par rapport aux autres organes (laser, miroirs galvanométriques, etc...) composant les machines de Prototypage Rapide; par conséquent la réduction des temps improductifs ne passe pas nécessairement par un surcoût d'investissement, mais plutôt par un soin particulier apporté à la réalisation et à la mise au point dudit dispositif. Il est fort probable, étant donné l'évolution actuelle des technologies, que de nouveaux types d'"ensembles racleurs" plus efficaces apparaissent sur le marché, permettant de réduire encore les temps improductifs, mais il parait impossible d'atteindre facilement par ce moyen des gains supérieurs à 50% par rapport aux techniques actuelles. Par contre, si l'on s'écarte légèrement du procédé classique en gardant des moyens technologiques ayant déjà fait leurs preuves, il est possible d'améliorer l'efficacité des machines déjà existantes sans surcoût de développement ou d'investissement. Des efforts dans cette direction ont déjà été faits; nous donnerons dans la suite deux variantes simples du procédé classique assez représentatives de ce qui peut être fait avec un "ensemble racleur" classique pour améliorer la productivité d'une machine. Tout d'abord on peut imaginer tout simplement d'adapter la trajectoire de l'"ensemble racleur" à la forme de chaque couche en cours de traitement. Il s'agit en fait de tenir compte, pour respecter la "contrainte d'amplitude" et éviter l'"effet d'ombre", non plus de la dimension du "champ de travail", mais de celle d'une portion judicieusement choisie du "champ de travail", qui évolue selon la forme des sections à réaliser. En regard de la figure 1, on peut imaginer par exemple que les pièces à réaliser sont telles que leur forme est obtenue par 1000 couches de section identique, correspondant par exemple à la réunion de S1, S2 et S3, puis 1000 couches de section correspondant à S1 uniquement. On comprend que pour la réalisation des 1000 premières couches, la course nécessaire de l'"ensemble racleur" soit pratiquement égale à La + R.Par contre, pour la réalisation des 1000 couches suivantes, étant donné la situation de S1 par rapport au "champ de travail" et la direction du mouvement de l'"ensemble racleur", on peut se contenter d'un mouvement d'amplitude d (voir étape la figure 1(B)) par exemple, qui va se traduire logiquement par une réduction approximative d'un facteur (La+R)/d sur le temps improductif. Pour une valeur de d de 100 millimètres, en gardant l'hypothèse de 35 secondes de temps improductif avec une amplitude de 350 millimètres, un rapide calcul nous montre que l'on peut atteindre un gain de 20% sur le temps total de réalisation des 2000 couches avec la machine 2 (Machine 2 : 36,4 heures; Machine 2 améliorée : 18,8 + 11,1 = 29,3 heures), et de 35% avec la machine 1.Cette amélioration, bien que substantielle, dépend fortement de l'exemple choisi, c'est à dire de la forme des sections à réaliser. S'il s'agissait de réaliser les 1000 dernières couches avec une section égale non plus à S1, mais à la réunion de S1 et de S3, le gain par rapport au procédé classique serait quasiment imperceptible dans la mesure où la dimension de cette nouvelle section, dans la direction du mouvement de l'"ensemble racleur", est pratiquement égale à celle du "champ de travail". Remarquons au passage que la variante du procédé classique que nous venons de citer reste compatible avec les contraintes "d'amplitude" et d'"effet d'ombre", et que les règles R1 et R2 restent en vigueur. Une autre variante du procédé classique consiste à tenter de s'affranchir essentiellement de la règle R2. Pour illustrer cette variante, considérons par exemple qu'il s'agit de réaliser 1000 couches de section égale à la réunion de S1 et S3. Supposons également que l'on soit dans des conditions où la durée des "phases de transformation" est proportionnelle à la surface de la section à réaliser, et que, pour simplifier, S1 et S3 aient une surface identique. On pourra considérer que le temps de transformation nécessaire pour S1 ou pour S3 sera égal à la moitié de la constante technologique. Pour la machine 2 par exemple, ce temps sera égal à 15 secondes. Comme le montre la figure 1(B), il n'est pas nécessaire d'attendre que l'"ensemble racleur" ait effectué la totalité de sa course (d'amplitude La + R) pour pouvoir effectuer des transformations sur la portion désignée par (U) (située derrière l'"ensemble racleur" relativement au sens de son déplacement). En effet, si l'on néglige un éventuel temps de relaxation, cette portion du "champ de travail" a subi en tout point l'effet de l'"ensemble racleur" (la nouvelle couche de matière est mise en place), qui depuis sa position instantanée jusqu'à sa prochaine position d'arrêt (figure 1(C)) ne provoquera aucun "effet d'ombre" sur ladite portion. On peut donc procéder à la transformation de S1 avant d'attendre la fin du mouvement de l'"ensemble racleur". Relativement à l'exemple de la machine 2 (35 secondes de temps improductif pour 350 millimètres de course), pour une valeur de d égale à 150 millimètres par exemple, on peut gagner à chaque couche 15 secondes (temps de réalisation de S1 ou de S3) par rapport au procédé classique, ce qui représente une amélioration de productivité d'environ 25%. Il est clair que toute combinaison des deux variantes que nous venons d'illustrer par des exemples est possible, probablement très efficace pour des géométries particulières, et que le surcoût de la mise en place desdites variantes est pratiquement nul dans la mesure où il ne s'agit que de contrôler différemment un matériel pratiquement identique à celui des machines classiques. Il est important de remarquer qu'à ce stade de la description, la règle R1 n'a pas été remise en cause pour la simple raison qu'à notre connaissance, il n'existe pas de machine utilisant plusieurs "ensembles racleurs". L'aspect innovant du procédé relatif à l'invention consiste essentiellement à utiliser plusieurs "ensembles racleurs" de manière appropriée pour atteindre des durées de temps improductifs beaucoup plus faibles que dans les variantes décrites ci-dessus. Il faut pour ceci mettre en oeuvre des moyens d'effectuer une décomposition du "champ de travail" en plusieurs portions, pouvant être simultanément balayées par plusieurs "ensembles racleurs". Pour un "champ de travail" rectangulaire du type de celui de l'exemple présenté sur la figure 1, nous avons pu constater que la distance minimale à parcourir par un "ensemble racleur" unique pour effectuer son action sur la totalité du "champ de travail" était égale à la somme de la largeur du "champ de travail" et de celle de 1"'ensemble racleur" (La + R). Si on ajoute au départ un second "ensemble racleur" situé dans une portion correspondant à celle de l'"ensemble racleur" classique lorsqu'il a effectué environ la moitié de sa course, on pourra facilement réduire le temps improductif tout en effectuant une action de recouvrement (mise en place d'une nouvelle couche) sur la totalité du "champ de travail".En effet, il suffit pour l'étape d), que nous appellerons par la suite pour plus de clarté "phase de recouvrement", d'animer les deux "ensembles racleurs" d'un mouvement simultané et identique du type de celui utilisé dans un procédé classique, mais selon une amplitude environ deux fois plus faible, pour obtenir l'effet désiré, puisque le terme "La" dans l'expression de la distance minimale à parcourir "La + R" devient "La/2". Le lecteur pourra se référer à la description de la figure 2 pour une explication plus détaillée. Il est donc possible de s'affranchir de la "contrainte d'amplitude" induite par les procédés classiques, en multipliant le nombre d'"ensembles racleurs". En effet, nous avons pu remarquer qu'avec deux "ensembles racleurs", on divise par environ deux (plus exactement par (La + R)/(La/2 + R)), mais il est clair que si l'on procède de manière similaire avec 10 "ensembles racleurs", cette contrainte d'amplitude sera encore fortement réduite, d'environ un facteur 10 selon les valeurs relatives de La et R. Le coût des "ensembles racleurs" supplémentaires est généralement faible, et de plus un seul moteur peut suffire à les entraîner (Cf. par exemple la description de la figure 3), comme dans une machine classique. Ainsi, il est possible à peu de frais de réduire considérablement les temps improductifs, tout en utilisant des moyens déjà éprouvés ("ensembles racleurs classiques). Cependant, nous verrons que les nouvelles contraintes d'"effet d'ombre" qu'entraîne l'utilisation de plusieurs "ensembles racleurs" interdisent d'utiliser le procédé classique. Il existe un panel assez vaste de mises en oeuvre du nouveau procédé, car utiliser plusieurs "ensembles racleurs" permet de choisir des agencements variés dans leur disposition relative, qui n'est de plus pas nécessairement fixe durant la fabrication comme nous le verrons plus loin. Les figures 3 (disposition en forme de peigne) et 4 (en forme d'étoile) donnent deux exemples d'adaptation du nouveau procédé à des "champs de travail" de taille et de forme variable (rectangulaire ou circulaire). Si l'on regarde plus attentivement ces figures 3 et 4, ainsi que la figure 2B, on constate que, contrairement aux procédés classiques, il existe un "effet d'ombre" permanent (à l'arrêt ou pendant le mouvement) sur le "champ de travail", dû à la répartition relativement homogène au dessus du "champ de travail" et de la aible course des différents "ensembles racleurs".Dans la plupart des cas, il est trop complexe ou trop long de retirer le "système de recouvrement" d'au-dessus du "champ de travail", puis de le replacer après la "phase de transformation", soit parce qu'il doit être replacé très exactement dans sa position initiale, soit parce qu'il ne supporterait pas cette opération, comme certains "éléments racleurs" tirant partie de la tension superficielle d'un liquide ou d'une pâte, soit encore parce que cette opération aboutirait à une dégradation de la qualité de la "phase de recouvrement", soit pour d'autres raisons. Dans de telles conditions, il n'est pas possible de procéder à la réalisation de pièces par transformation de sections complètes successives conformément aux procédés classiques du Prototypage Rapide. Nous allons montrer dans la suite par quelques exemples, qu'il est tout de même possible de réaliser des pièces en prenant soin d'effectuer un découpage approprié préalable (comparable dans ses buts à l'étape a) du procédé classique) déterminant d'une part le pilotage du "système de transformation", d'autre part celui du "système de recouvrement" (constitué de plusieurs "ensembles racleurs"), et enfin la synchronisation adéquate entre ces deux systèmes nécessaire au bon fonctionnement de l'ensemble du procédé.Les pièces pourront alors être réalisées soit par exemple par portions complémentaires de sections successives dont la réunion correspond aux sections successives du procédé classique, soit de manière plus générale, par volumes complémentaires successifs dont la réunion correspond à la forme des pièces à créer. Par exemple dans le cas d'un "champ de travail" de forme rectangulaire, on pourra le diviser en bandes parallèles d'égale largeur, et utiliser plusieurs "ensembles racleurs" disposés par exemple en forme de "peigne" (Cf. figure 3) de manière à obtenir en vue de dessus, une alternance de bandes laissant libre accès au "système de transformation" (pas d'"effet d'ombre"), et de bandes audessus de chacune desquelles est situé l'un des "ensembles racleurs". Il devient ainsi possible d'effectuer des transformations sur toute la partie du "champ de travail" constituée par la réunion des bandes non concernées par l'"effet d'ombre", ce qui représente à peu près la moitié de sa surface. On pourra ensuite effectuer par exemple un mouvement global des "ensembles racleurs", de direction perpendiculaire à celle des bandes et d'amplitude par exemple 3 largeurs de bande pour obtenir d'une part, par l'effet combiné des "ensembles racleurs", la mise en place d'une couche de matière sur la totalité du "champ de travail", et d'autre part, se trouver dans une situation telle que les bandes précédemment partiellement inaccessibles ("effet d'ombre") deviennent libres (pas d'"effet d'ombre"), et réciproquement. Le lecteur pourra se référer à la description de la figure 5 pour plus de détails. En résumé, on constate qu'il est possible, même en utilisant plusieurs "ensembles racleurs" (pour réduire les temps improductifs), d'effectuer des transformations successivement sur deux parties complémentaires du "champ de travail", dont la réunion correspond à sa totalité. Selon les caractéristiques spécifiques du "système de recouvrement", on procédera similairement à l'exemple qui vient d'être décrit, à une décomposition des pièces à créer - soit en sections complètes, subdivisées chacune en plusieurs portions complémentaires, - soit en sections incomplètes, imbriquées les unes dans les autres, dont la réunion correspond au volume des pièces à créer, - soit plus généralement en volumes complémentaires dont la réunion correspond au volume des pièces à créer. La définition détaillée des deux expressions "sections complètes subdivisées", et "sections incomplètes imbriquées" est faite dans la description de la figure 6. Nous noterons au passage que l'abandon de la classique notion d'empilement de sections complètes de pièces a déjà été suggéré par le brevet PCT/FR 93/00538, mais dans un contexte conforme au procédé classique (utilisation de plusieurs "éléments racleurs", mais d'un seul "ensemble racleur"), et pour répondre non pas à des contraintes d'"amplitude", ou d"'effet d'ombre", mais à des problèmes d'écoulement des fluides relatifs au genre particulier des "éléments racleurs" revendiqués par ledit brevet. Avant de poursuivre la description, mentionnons deux variantes intéressantes de l'exemple de mise en oeuvre du procédé relatif à l'invention. Il est peu complexe de tenir compte des zones à masquer ou à transformer lors du calcul de la base de données informatique servant à piloter les "phases de transformations" : puisque le logiciel est capable de prendre en compte la géométrie de la pièce à créer, il suffit de modifier virtuellement cette géométrie en lui adjoignant deux séries de trous complémentaires, correspondant aux deux zones à masquer, et ceci par exemple directement sur les informations tridimensionnelles originelles définissant l'objet. Ces opérations sont tout à fait classiques dans l'état de l'art de la Conception Assistée par Ordinateur. Cependant, notamment pour tous les procédés à base de phototransformation, il est aussi possible d'utiliser directement les résultats de l'étape a) du procédé classique. En effet, si l'on prend soin de réaliser des "ensembles racleurs" opaques au rayonnement, provoquant un "effet d'ombre" tel qu'il définit physiquement une alternance de bandes libres (pas d'"effet d'ombre") et totalement opaques correspondant à la décomposition (citée plus haut) du "champ de travail" en bandes, on peut se permettre de procéder à un éclairement classique sur la totalité de la section à transformer, puisque seules les parties correspondant aux bandes libres seront transformées. Il suffit ensuite de déplacer globalement les "ensembles racleurs'1 opaques conformément à l'exemple cité plus haut (3 largeurs de bande) pour réaliser l'"effet d'ombre" voulu pour l'étape suivante, puis de répéter le cycle. Une autre variante consiste à utiliser une pluralité d'"ensembles racleurs" reliés entre eux par une courroie guidée par deux poulies dont l'une est pourvue d'un moteur entraînant sa rotation. Il est possible d'obtenir ainsi localement un effet analogue à celui du peigne décrit figure 3, ayant pour avantage de pouvoir fonctionner sans inversion de sens. Si comme nous l'avons vu précédemment, utiliser convenablement plusieurs "ensembles racleurs" permet de réduire fortement la "contrainte d'amplitude" classique, nous venons de voir en revanche que l'"effet d'ombre" permanent peut conduire, par rapport aux procédés classiques, à plus d'étapes, dont l'accumulation des temps improductifs peut remettre en cause les gains apportés par ladite réduction de la "contrainte d'amplitude". La fin de la description de la figure 5 illustre certains des paramètres intéressants de ce compromis. Cependant, le principe de la succession de "phases de recouvrement" et de "phases de transformation" n'a pas jusqu'à présent été remis en cause dans le cadre des exemples à caractère illustratif que nous avons décrit ci-dessus. Or, il est possible de supprimer complètement les temps improductifs pour certaines géométries grâce à la mise en oeuvre au moins partiellement simultanée de ces deux phases. Si au lieu d'utiliser des "ensembles racleurs" agencés en forme de "peigne", qui permettent de libérer alternativement deux parties complémentaires du "champ de travail" (moyennant une phase de recouvrement intermédiaire de durée non nulle), on utilise deux "peignes" pouvant être mis en mouvement de manière indépendante, il sera possible d'effectuer successivement des transformations sur 4 parties complémentaires du "champ de travail" sans interrompre nécessairement l'action du "système de transformation" pendant que certains "ensembles racleurs" se déplacent. On décompose le "champ de travail" en deux parties disjointes et complémentaires (chacune de ces deux parties étant décomposées en bandes parallèles comme dans l'exemple précédent), et on attribue à chacune des parties disjointes son propre "peigne", de manière à pouvoir effectuer des transformations sur certaines des bandes de la première partie, dont le "peigne" est à l'arrêt, pendant que les mouvements nécessaires des "ensembles racleurs" attribués à la deuxième partie sont réalisés pour effectuer des actions de recouvrement (limitées à la deuxième partie) sans risquer de provoquer des "effets d'ombre" sur la première partie. Pour plus de détails, se référer à la description de la figure 7. Cette méthode peut être généralisée à des décomposi tions plus complexes du "champ de travail", en respectant une règle simple : pendant que l'on procède à des transformations sur une portion du "champ de travail", des "ensembles racleurs" peuvent être mis en mouvement sur d'autres portions, pour peu qu'ils ne viennent pas perturber par des "effets d'ombre" la portion en cours de transformation. Pour en revenir à l'exemple des deux "peignes", il est clair que si par exemple le temps improductif (déplacements, temps de relaxation, etc...) nécessité par l'un ou l'autre des "peignes" pour effectuer les actions de recouvrement désirées est de trois secondes, et que la "constante technologique" du "système de transformation" est telle que la durée de chaque "phase de transformation" est supérieure à ces trois secondes, toutes les "phases de recouvrement" pourront être réalisées en temps masqué, ce qui veut dire que les temps improductifs sont complètement supprimés. Si l'on utilise un "système de transformation" de type "lampe + masque", qui engendre une durée des "phases de transformation" indépendante de la surface des zones à transformer, on aura intérêt à choisir une durée des "phases de transformation" à peine supérieure à trois secondes. En effet, pour obtenir une durée inférieure, il sera nécessaire d'utiliser une densité de puissance lumineuse supérieure, engendrant des coûts plus importants, pour un résultat nul : le temps de fabrication sera inchangé. Par contre, si on choisit une durée significativement supérieure à trois secondes, les temps improductifs seront toujours supprimés, mais le temps total de fabrication sera supérieur, diminuant d'autant la capacité de production. Si on utilise un "système de transformation" qui engendre une durée des "phases de transformation" proportionnelle à la surface des zones à traiter, l'efficacité du procédé conforme à l'exemple des deux peignes est extrêmement sensible à la géométrie des pièces à créer. Il est en effet alors possible de rencontrer une inhomogénéïté dans les durées des "phases de transformation" successives, dans la mesure où les quatre zones complémentaires du "champ de travail" sur lesquelles les transformations sont successivement effectuées sont fixées dès le départ (quatre ensembles de carreaux, de surface approximativement égale , répartis de manière inhomogène sur le "champ de travail", Cf. figure 7) alors que la répartition des surfaces à transformer change généralement à chaque cycle, selon la géométrie des pièces à créer.Il faut donc considérer qu'a priori, des temps improductifs peuvent apparaître dès que la surface d'une des zones à transformer au cours de l'une quelconque des "phases de transformation" devient inférieure à une valeur telle que le temps de la "phase de transformation" est inférieur au temps de la "phase de recouvrement" effectuée simultanément. Il est souhaitable, pour mieux tirer parti du nouveau procédé, de disposer d'une flexibilité plus grande que celle proposée dans l'exemple des "deux peignes", dans lequel les "ensembles racleurs" sont répartis en seulement deux groupes indépendants et prédéfinis, au sein desquels les "ensembles racleurs" sont alternativement soit à l'arrêt, soit animés d'un mouvement d'ensemble (sans modification de la disposition relative des ensembles racleurs" concernés). On comprendra facilement qu'en mettant en oeuvre un nombre supérieur de groupes d'"ensembles racleurs" indépen- dants, on augmente la flexibilité de la machine. Il est clair que l'on pourra être amené parallèlement à utiliser un nombre de systèmes d'entraînement supérieur (par exemple un moteur pour chaque groupe indépendant), ce qui se traduira par une augmentation marginale des coûts de mise en oeuvre, mais surtout par une gestion du procédé nettement plus complexe (calculs, synchronisation, etc...). Cependant, il peut être intéressant économiquement d'accepter a priori ces inconvénients apparents, pour pouvoir finalement tirer parti de manière optimale d'un "système de transformation" souvent bien plus onéreux que le "système de recouvrement", quelle que soit la forme des pièces à créer. Il n'est pas possible de décrire toutes les variantes de mise en oeuvre qu'offre le principe d'utiliser plusieurs "ensembles racleurs" au lieu d'un seul, tant le nombre de paramètres indépendants reste élevé - nombre de groupes d'"ensembles racleurs", - nombre d'"ensembles racleurs" par groupe (cas particulier important : un seul), - direction et amplitude des mouvements de chaque groupe d'"ensembles racleurs", - agencement des "ensembles racleurs" à l'intérieur d'un groupe, - agencement des groupes entre eux, - etc... A ces variantes, nous pouvons ajouter que pour certaines machines spécialisées, il pourra être intéressant de jouer sur la forme des "ensembles racleurs" (par exemple arc de cercle, arc hélicoïdal, arc elliptique, etc...) pour améliorer les performances d'une machine, dans le cas où l'emploi d' "ensembles racleurs" classiquement allongés et rectilignes serait un facteur limitant. Bien que nous ayons mentionné plus haut quelques caractéristiques relatives à l'"ensemble racleur" unique utilisé dans les procédés classiques (agencement relativement compact des "éléments racleurs", forme globale relativement allongée, etc...), il nous parait insuffisant, pour caractériser le procédé (et non le dispositif) relatif à l'invention, de se contenter de dire qu'il utilise une pluralité d'"ensembles racleurs". Il est en effet tout à fait possible d'utiliser plusieurs "ensembles racleurs" avec un procédé classique extrêmement inefficace, et il est aussi possible, pour certaines géométries très particulières de pièces à fabriquer, et moyennant des améliorations connues ou triviales, de rendre un procédé classique ponctuellement aussi efficace que les procédés à plusieurs "ensembles racleurs". Mais surtout, nous n'avons pas donné pour l'instant assez d'éléments pour différencier de manière incontestable les procédés utilisant une pluralité d'"ensembles racleurs" des procédés classiques (ou futurs) n'utilisant qu'un unique "ensemble racleur" : il suffit pour s'en rendre compte d'imaginer un cas ambigu, comme par exemple un unique (?) "ensemble racleur" en forme de "8" en vue de dessus.S'agitil vraiment d'un seul "ensemble racleur" composé de trois "éléments racleurs", ou de trois "ensembles racleurs" solidarisés par des éléments de liaison similaires à la pièce (5) de la figure 3, qui maintient ensembles les branches du "peigne" ? D'ailleurs, la caractéristique du procédé relatif à l'invention ne réside pas uniquement dans l'emploi, certes nouveau et avantageux, d'une pluralité d'"ensembles racleurs", mais surtout dans la manière d'effectuer des "phases de transformation" dans des portions du "champ de travail" judicieusement choisies à tout instant de la fabrication pour satisfaire aux contraintes imposées par effet d'ombre" induit par l'abandon de la règle R1 citée plus haut, tout en tirant parti du potentiel, en termes d'amélioration de l'efficacité, que cet abandon apporte. En revenant au dispositif ambigu en forme de "8", on voit bien que si on le considère comme un cas particulier de "peigne" composé de 3 "ensembles racleurs" et qu'on lui applique un procédé similaire à celui explicité dans la figure 5, on sera amené, à cause des "effets d'ombre", à effectuer certaines transformations à l'intérieur des deux parties circulaires composant le "8". En revanche, si on effectue ces mêmes transformations en considérant qu'il s'agit de trois "éléments racleurs" solidarisés en un seul "ensemble racleur", on introduit une nouveauté par rapport à l'état de la technique : effectuer des transformations à l'intérieur de la zone définie par les "éléments racleurs". Aucun des procédés connus mettant en oeuvre plusieurs "éléments racleurs" ne le propose ni ne le nécessite. Nous appellerons "ensemble instantané des points masqués" la portion du "champ de travail" constituée par tous les points concernés par l'"effet d'ombre", induit par la présence de pièces mécaniques (comme par exemple un "élément racleur", ou un "ensemble racleur") situées au-dessus du "champ de travail", à un instant donné de la fabrication. Nous appellerons "surface convexe englobante instantanée" la plus petite portion du plan coïncidant avec le "champ de travail" ayant pour propriétés - d'être convexe au sens mathématique du terme, - de contenir tous les points de l'"ensemble instantané des points masqués". On peut maintenant exprimer une différence fondamentale entre l'état de l'art et les exemples proposés de procédés utilisant une pluralité d'"ensembles racleurs" - Pour tous les procédés proposés utilisant plusieurs "ensembles racleurs", des transformations sont effectuées à l'intérieur de la "section convexe englobante instantanée" à au moins un moment de la fabrication. - Ce n'est jamais le cas pour l'un quelconque des procédés de l'état de l'art. Cette conséquence naturelle de l'utilisation de plusieurs "ensembles racleurs" sera donc choisie pour caractériser le procédé relatif à l'invention. La description des figures aidera à comprendre certaines parties de la description précédente - La figure 1 représente les trois étapes du passage d'un "ensemble racleur" sur le "champ de travail" pour la mise en place d'une nouvelle couche de matière. Elle a déjà été décrite en détail. - La figure 2 montre l'intérêt d'utiliser plusieurs "ensembles racleurs" en comparant le fonctionnement d'un "ensemble racleur" puis de deux "ensembles racleurs" sur le même "champ de travail". - La figure 3 montre comment il est possible d'utiliser plusieurs "ensembles racleurs" en ayant des organes de guidage et d'entraînement similaires à ceux qui sont nécessaires pour un seul "ensemble racleur", et ceci pour un "champ de travail" rectangulaire. - La figure 4 a la même fonction que la figure 3, mais pour un "champ de travail" circulaire. - La figure 5 montre comment il est possible de résoudre le problème de effet d'ombre permanent" dû à l'utilisation de plusieurs "ensembles racleurs". - La figure 6 illustre deux des décompositions possibles du volume de la pièce permettant de résoudre l'"effet d'ombre permanent" pour s'adapter à des caractéristiques spécifiques du "système de recouvrement" utilisé. - La figure 7 montre comment l'utilisation de deux groupes d'"ensembles racleurs" permet de supprimer complètement les temps improductifs pour certaines géométries favorables de pièces à fabriquer. La figure 2 est décomposée en deux. Dans la figure 2(A), on retrouve comme dans la figure 1, l'"ensemble racleur" (2) de largeur R situé juste en bordure du "champ de travail" (1) de longueur L et de largeur La. Les contraintes d'"amplitude" et d'effet d'ombre" rendent nécessaire que (2) parcoure une distance La + R dans le sens de la flèche pour effectuer complètement une "phase de recouvrement". Dans la figure 2(B), l'"ensemble racleur" (2) est remplacé par deux "ensembles racleurs" (2a) et (2b), chacun de largeur R. Le "champ de travail" (1) a les mêmes dimensions que dans la figure 2(A). (2b) est situé exactement là où était situé (2) dans la figure 2(A), et (2a) est situé de manière à ce que la distance entre les axes longitudinaux de (2a) et (2b) soit La/2. Il suffit maintenant de faire parcourir à la fois à (2a) et (2b) une longueur La/2 + R dans le sens des flèches pour faire agir au moins un "ensemble racleur" sur tout point de (1). Cependant, comme la distance à parcourir est diminuée de la valeur La/2 par rapport à celle de la figure 2(A), que la vitesse de déplacement de (2a) ou (2b) n'a aucune raison d'être plus faible que celle de (2) dans le schéma (A), et que (2a) et (2b) effectuent leur mouvement simultanément, le temps total pour effectuer la même action est plus faible dans le cas de la figure 2(B) que pour la figure 2(A). Par extension, on voit qu'on peut encore réduire ce temps en mettant un nombre n supérieur à 2 d'"ensembles racleurs", du moins tant que La/n est suffisamment grand par rapport à R. La figure 3 montre un dispositif permettant d'utiliser des moyens connus dans le cadre de l'utilisation d'un seul "ensemble racleur", pour en utiliser plusieurs. On a de nouveau un "champ de travail" (1) de longueur L et de largeur La. Les différents "ensembles racleurs" (2a), (2b), (2c), (2d) et (2e) sont maintenus fixes les uns par rapport aux autres par l'intermédiaire d'un élément de liaison (5), de manière à ce que la distance entre deux axes de deux "ensembles racleurs" consécutifs soit La/5. Un seul système d'entraînement (6) est ainsi capable de communiquer un mouvement parallèle à la double flèche, identique pour tous les "ensembles racleurs". La figure 4 montre un exemple de disposition de plusieurs "ensembles racleurs" dans le cas où le "champ de travail" (7) est circulaire. Huit "ensembles racleurs", numérotés (8a) à (8h), sont assemblés en forme d'étoile, autour d'un moyeu (9) dont l'axe est fixé au centre de (7). Un dispositif d'entraînement (6) met en rotation l'ensemble ((9), (8a) à (8h) > autour de l'axe de (9), ce qui permet d'effectuer la mise en place d'une nouvelle couche de matière en environ un huitième de tour, au lieu d'un tour complet si on n'utilisait qu'un seul "ensemble racleur". La figure 5 explicite en détail comment il est possible de résoudre le problème d'"effet d'ombre" permanent lorsque plusieurs "ensembles racleurs" sont utilisés. Le "champ de travail" (1) est de longueur L et de largeur La. Cinq "ensembles racleurs" numérotés (2a) à (2e) sont maintenus par un élément de liaison (5) de manière à ce que la distance entre les axes de deux "ensembles racleurs" consécutifs soit de La/4, et non plus La/5 comme dans la figure 3, où l'on ne cherchait pas particulièrement à résoudre le problème de l'"effet d'ombre". Au départ, les "ensembles racleurs" sont dans la position indiquée par la figure 5(A), c'est à dire que l'"ensemble racleur" (2b) est entièrement contenu dans la bande (al), de même que (2c) dans (a2), (2d) dans (a3), et (2e) dans (a4). L'"ensemble racleur" (2a) est en dehors de (1) pour l'instant. Les bandes (bl), (b2), (b3), et (b4) ne subissent aucun "effet d'ombre". On peut donc effectuer sur elles la "phase de transformation". Ensuite, on déplace les "ensembles racleurs" d'une distance 3 fois La/8 selon la direction D, pour arriver à la position de la figure 5(B), où (2a) est entièrement contenu dans la bande (bl), (2b) dans (b2), (2c) dans (b3), et (2d) dans (b4). C'est maintenant (2e) qui est en dehors de (1). Au cours de ce déplacement, 1"'ensemble racleur" (2a) effectue la "phase de recouvrement" pour la bande (al), de même que (2b) pour la bande (a2), (2c) pour (a3), et (2d) pour (a4). On se retrouve donc dans la figure 5(B) dans une situation où les bandes (al), (a2), (a3), et (a4) viennent toutes de subir une "phase de recouvrement", et sont toutes libres de tout "effet d'ombre". On peut donc effectuer sur elles la "phase de transformation". Ensuite, on déplace de nouveau les "ensembles racleurs" d'une distance égale à 3 fois La/8, mais cette fois dans la direction inverse de D, de manière à se retrouver dans la position de la figure 5(A), dans laquelle les bandes (bl), (b2), (b3), et (b4) ne subissent aucun "effet d'ombre". Au cours de ce déplacement, (2b) effectue la "phase de recouvrement" de la bande (bl), de même que (2c) pour la bande (b2), (2d) pour (b3), et (2e) pour (b4). On est donc bien revenu à la position de départ permettant d'effectuer la "phase de recouvrement" sur (bl), (b2), (b3), et (b4). I1 suffit de répéter ce cycle pour fabriquer la totalité de la pièce. La capacité du procédé relatif à l'invention de résoudre l'"effet d'ombre" permanent tout en restant plus efficace que le procédé classique est donc bien démontrée, car la course totale des "ensembles racleurs" est de (2 fois 3 La/8), qui reste inférieure à (La + R) nécessaire dans le cas classique non soumis à l'"effet d'ombre" permanent. On aura bien sur intérêt à mettre un nombre n supérieur à 5 d'"ensembles racleurs" pour augmenter encore le gain, en s'assurant que R est bien inférieur ou égal à La/(2(n-l)), et en effectuant une course totale de 3(La/(n - 1)), toujours inférieure à (La + R) si n est supérieur ou égal à 4. Sur la figure 6 sont représentées schématiquement deux manières de réaliser des pièces selon le procédé relatif à l'invention. Les étapes successives correspondant à la réalisation des pièces selon un découpage "par sections complètes subdivisées" sont représentées par la succession des schémas (de haut en bas) situés sur la gauche de la figure 6; celles correspondant à un découpage par "sections incomplètes imbriquées" sont représentées à droite. Cette présentation met en évidence la relative analogie entre les deux types de réalisations, mais permet également de constater que pour la partie relative aux "sections complètes subdivisées", il n'existe que 5 étapes (étape 1, 2b, 3, 4a et 4b), alors qu'il y en a 6 (étape 1, 2a, 2b, 3, 4a, et 4b) pour la décomposition en "sections incomplètes imbriquées". Les différents schémas sont à comprendre comme des coupes verticales dans lesquelles apparaissent - des parties hachurées désignant les volumes de matière déjà transformés; - une ligne pointillée (désignée par la lettre H à l'étape 1) représentant la coupe du "champ de travail". Implicitement, toute la zone non hachurée située au dessous de cette ligne représente de la matière première non transformée; - des "ensembles racleurs" (désignés par 2 et 2' dans l'étape 1). On notera que la forme des "ensembles racleurs" 2 est différente de celle des 2', pour symboliser des caractéristiques spécifiques différentes qui seront détaillées dans la suite. Le caractère cyclique de la succession des étapes est suggéré par la relative similitude entre les schémas des étapes 1 et 4b. L'étape 1 représente une "phase de transformation" au cours de laquelle les "ensembles racleurs" sont fixes, et des transformations locales (symbolisées par les triple flèches verticales) sont effectuées. Ces transformations sont limitées à des zones au-dessus desquelles aucune partie des "ensembles racleurs" ne risque de perturber la trajectoire (descendante) des photons ou des particules de matière issus du "système de transformation" non représenté : on n'a pas d' "effet d'ombre". L'étape 2, composée à gauche de la seule étape 2b, et à droite des étapes 2a et 2b, représente une "phase de recouvrement". On fait apparaître les volumes hachurés V1 et V1' consécutifs aux transformations effectuées lors de l'étape 1. Les flèches horizontales (étape 2b) indiquent la mise en mouvement des "ensembles racleurs" 2 et 2'. L'étape 3 correspond à une nouvelle "phase de transformation" analogue à l'étape 1. L'étape 4, décomposée en deux sous-étapes 4a et 4b correspond à une "phase de recouvrement" analogue à l'étape 2, où sont représentés, comme pour l'étape 2, les volumes V2 et V2' réalisés au cours de la "phase de transformation" de l'étape 3. Nous allons maintenant nous intéresser plus en détail aux différences qui apparaissent entre les deux modes de réalisation, en comparant les parties gauche et droite de la figure 6. Tout d'abord, on remarquera sur l'étape 4b que l'agencement des volumes réalisés au cours du cycle est différent - V1 et V2 sont à la même altitude et constituent par leur réunion un volume très semblable à celui qu'on aurait pu obtenir par un procédé classique, c'est-à-dire en fait une section horizontale de la pièce. C'est pourquoi on parle de sections complètes subdivisées". - V1' et V2' ne sont pas à la même altitude, mais constituent séparément un volume assimilable à une section classique de pièce, partiellement réalisée. L'effet de "créneau" qui en résulte n'empêche pas d'obtenir finalement la forme de la pièce désirée, simplement le découpage est légèrement différent du découpage classique. On parlera dans ce cas de "sections incomplètes imbriquées". Remarquons que l'un ou l'autre de ces découpages est un cas particulier du cas général de découpage en volumes complémentaires successifs. La différence essentielle entre les deux modes de réalisation présentés, en dehors des particularités de découpage que nous venons de décrire, réside dans la forte dissymétrie entre les étapes 2 et 4, spécifique au découpage par "sections complètes subdivisées". En effet, les étapes 2 et 4 sont fortement similaires lorsqu'on procède par "sections complètes imbriquées", puisqu'elles nécessitent chacune à la fois des déplacements horizontaux des "ensembles racleurs" et une "descente" (par rapport à l'altitude du "champ de travail") des parties déjà transformées, ayant chacune pour résultat un recouvrement complet d'épaisseur variable non nulle des parties déjà transformées (aucune de ces parties n'affleure le "champ de travail"). Par contre, procéder par "sections complètes subdivisées" impose de ne modifier l'altitude relative des parties déjà transformées que dans l'étape 4. On retiendra donc que les caractéristiques spécifiques des moyens permettant d'effectuer les "phases de recouvre ment" peuvent nécessiter une adaptation du découpage des pièces choisi. Pour des raisons physiques, on choisira de préférence une décomposition en "sections complètes subdivisées" lorsque par exemple le matériau ne présente pas de problème particulier de mouillabilité des parties transformées (poudres, feuilles, pâtes), et la décomposition en "sections incomplètes imbriquées" lorsque le matériau est un liquide (plus ou moins visqueux), ce choix étant suggéré par les qualités relatives connues des dispositifs existant. Sur la figure 7 est représenté un procédé de fabrication de pièces permettant d'effectuer simultanément des "phases de recouvrement" et des "phases de transformation". Cette figure est divisée en quatre parties (A, B, C, et D) correspondant aux étapes proposées pour autoriser la simultanéité dont il est question en respectant la contrainte sur l'"effet d'ombre". Le "champ de travail" est délimité pour cet exemple par le contour (1). . Pour des raisons de lisibilité de la figure, nous n' avons pas respecté ici les proportions classiques (La inférieur à L) du "champ de travail"; cette caractéristique n'est pas indispensable pour la faisabilité du procédé, elle n'est que préférable. (1) est divisé (lignes pointillées) en 16 carreaux disjoints et complémentaires. Deux groupes d'"ensembles racleurs" distincts (El et E2), agencés chacun en forme de "peigne" conformément aux figures 3 et 5, sont affectés chacun à deux moitiés du "champ de travail" (composées chacune de 8 carreaux). Sur la figure 7(A), la situation est telle que El est en mouvement. Les 4 carreaux grisés désignés par Z1 ne sont pas partiellement masqués, ni par les "ensembles racleurs" à l'arrêt de El, ni par ceux de E2 en cours de déplacement selon le sens indiqué par la flèche. I1 est donc possible de procéder à des transformations (pas d'"effet d'ombre") sur la portion de (1) représentée par la réunion des 4 carreaux grisés Z1. La figure 7(B) représente l'étape suivante du cycle proposé, considérant que toutes les transformations relatives aux carreaux Z1 (de la figure 7(A)) sont terminés, et que E2 a terminé son mouvement, de sorte que - E2 a atteint sa position d'arrêt coïncidant avec la position représentée sur la figure 7(B), - l'action du groupe E2 d'"ensembles racleurs" au cours de son mouvement (pendant la phase précédente décrite par la figure 7(A)) a permis d'obtenir un effet de recouvrement adéquat sur la portion de (1) représentée par les 4 carreaux grisés Z2. On peut donc procéder à des transformations sur ces derniers 4 carreaux Z2 pendant que le groupe El d'"ensembles racleurs" est mis en mouvement (selon le sens de la flèche), puisque les "ensembles racleurs" de ce groupe ont une trajectoire telle qu'ils ne provoquent pas d'"effet d'ombre" sur les zones délimitées par les 4 carreaux grisés Z2. Les figures 7(C) et 7(D) représentent la suite des étapes à suivre, respectant des conditions analogues à celles de 7(A) et 7(B), à savoir - l'un des deux peignes est en mouvement, - il existe un ensemble de 4 carreaux sur lequel on peut effectuer des transformations (Z3 pour 7(C), Z4 pour 7(D)). On remarquera que les étapes 7(A) à 7(D) peuvent être répétées de manière cyclique, de sorte que lors de chaque cycle - la totalité du "champ de travail" puisse subir des transformations, - la totalité du "champ de travail" puisse bénéficier d'une action de recouvrement induite par des "ensembles racleurs", nécessaire à la mise en oeuvre du procédé. La simultanéité des "phases de recouvrement" et des "phases de transformation" est ainsi acquise, et pour peu que dans chacune des étapes 7(A) à 7(D), la durée de la "phase de transformation" soit telle que le "peigne" concerné (El pour les étapes 7(B) et 7(D), E2 pour les étapes 7(A) et 7(C)) puisse atteindre sa position d'arrêt avant la fin de la "phase de transformation", les "phases de recouvrement" auront été réalisées en temps masqué. Références bibliographiques [1] "Rapid Prototyping & Manufacturing - Fundamentals of StereoLithography", Paul F. Jacobs. Publié par la "Society of Manufacturing Engineers" (SME) ISBN: 0-87263-425-6 Revendications 1 - Procédé de Prototypage Rapide pour la production d'objets ou de pièces industrielles par transformations de volumes successifs de matière induites par un rayonnement lumineux ou par un apport de matière additionnelle, du type comportant la répétition d'un cycle composé essentiellement des étapes suivantes - phase de transformation - phase de recouvrement utilisant plusieurs ensembles racleurs, caractérisé en ce que des transformations sont effectuées à l'intérieur de la section convexe englobante instantanée à au moins un moment de la fabrication. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors d'au moins un cycle, les phases de transformation et de recouvrement sont au moins en partie simultanées. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'on fait évoluer la disposition géométrique relative des ensembles racleurs. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on entraîne de façon indépendante les ensembles racleurs. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on décompose le volume de la pièce à fabriquer en éléments indépendants par une méthode choisie dans l'ensemble {décomposition en sections complètes subdivisées, décomposition en sections incomplètes imbriquées). 6 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs ensembles racleurs. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ensembles racleurs sont entraînés par un même moteur. 8 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moteurs sont entraînés indépendamment les uns des autres. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les ensembles racleurs sont parallèles entre eux et solidarisés à la manière d'un peigne. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que certains ensembles racleurs sont rectilignes et disposés en étoile. 11 - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que certains ensembles racleurs ont une forme choisie dans l'ensemble (arc de cercle, arc hélicoïdal, arc elliptique). 12 - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que les ensembles racleurs sont opaques au rayonnement lumineux utilisé pour effectuer les phototransformations. 13 - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de pilotage pour piloter les phases de transformation pour tenir compte des zones à masquer ou à éclairer.