INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les distributeurs 5 sont de préférence adaptés à travailler dans une large plage de dosage, c’est-à-dire qu’ils sont adaptés à fournir un flux chargé comportant une concentration de matériau pulvérisé qui peut varier entre une concentration relativement faible et une concentration relativement forte.
Les dispositifs de régulation 6 sont montés en série à la sortie de chaque distributeur 5. En variante, seuls certains distributeurs 5 peuvent être équipés d’un dispositif de régulation 6. Les dispositifs de régulation 6 sont adaptés à réguler le dosage de matériau pulvérisé du flux chargé fourni par le distributeur 5 auquel il est raccordé.
Chaque dispositif de régulation 6 comporte une sortie raccordée à des conduites 7 fournissant à la machine 1 les différents flux chargés.
Les dispositifs de régulation 6 de la sont décrits plus en détail en référence aux figures suivantes.
La est une vue en perspective éclatée de l’un des dispositifs de régulation 6. Ce dispositif de régulation 6 comporte : – un collecteur 8 comportant une sortie 9 de flux chargé destinée à alimenter la machine 1 ; – un corps principal 10 comportant un conduit d’entrée 11 destiné à recevoir le flux chargé issu du distributeur 5 auquel ce dispositif de régulation 6 est connecté ; – un élément de réglage 12 permettant de piloter le dosage de matériau pulvérisé du flux chargé.
Le collecteur 8 et le corps principal 10 sont représentés en transparences sur la , laissant apparaître des évidements internes de canalisation et de gestion du flux chargé.
Le collecteur 8 est illustré seul à la selon une vue en perspective, à la qui est une vue de dessous du collecteur, à la selon une vue de côté en coupe, et à la selon une vue de dessus (la est une vue selon la coupe A-A de la ). Les figures 3 et 4 d’une part, et la d’autre part sont cependant relatives à deux variantes pour ce qui est de la cloison de séparation 23 (voir ci-après).
Le collecteur 8 comporte dans cet exemple un alésage 13 adapté à recevoir le corps principal 10, et un pion de centrage 14 définissant un axe de rotation 27 pour le corps principal 10. La paroi de fond 20 de l’alésage 13 comporte deux chambres pratiquées dans la masse du collecteur 8 : une chambre de collecte 15 et une chambre de déviation 16. Ces deux chambres 15, 16 ont chacune, dans cet exemple, la forme d’une rainure semi-circulaire.
La chambre de collecte 15 est reliée à la sortie de flux chargé 9 par un canal interne pratiqué dans la masse du collecteur 8, définissant un conduit de collecte 18. La chambre de déviation 16 est reliée à une sortie de déviation 17 par un autre canal interne définissant un conduit de déviation 19. Le conduit de collecte 18 débouche par une ouverture 21 dans la chambre de collecte 15 et le conduit de déviation 19 débouche par une ouverture 22 dans la chambre de déviation 16.
La rainure formant la chambre de collecte 15 est délimitée d’une part par un élément de compartimentage 23 et d’autre part, par un élément séparateur 24. Dans le présent exemple, l’élément séparateur 24 présente de préférence une section triangulaire lui conférant une arête 25 fine adaptée à une séparation franche du flux gazeux chargé de matériau pulvérisé, comme exposé plus loin. L’élément séparateur 24 peut être formé par une interruption d’une rainure formant la chambre de collecte 15 et la la chambre de déviation 16.
Dans l’exemple de la , l’élément de compartimentage 23 est une cloison fixée dans une rainure circulaire formant la chambre de collecte 15 et la chambre de déviation 16. Dans l’exemple des figures 3 et 4, l’élément de compartimentage 23 est porté par le corps principal 10, et vient prendre place dans la rainure.
Quelle que soit la variante, la chambre de collecte 15 et la chambre de déviation 16 sont, dans le présent exemple, avantageusement réalisées de manière simple à partir d’une rainure refermée sur elle-même, et plus précisément ici une rainure circulaire, pratiquée dans la paroi de fond 20 du collecteur 8. L’élément de compartimentage 23 et l’élément séparateur 24 sont disposés à l’intérieur de cette rainure circulaire, dans des positions diamétralement opposées, de sorte que ces deux éléments délimitent à la fois la chambre de déviation 15 et la chambre de collecte 16.
Les figures 7 et 8 représentent en perspective le corps principal 10 seul.
Dans cet exemple, le corps principal 10 présente une forme cylindrique dont le diamètre est ajusté au diamètre de l’alésage 13 du collecteur 8. Le corps principal 10 est ainsi inséré dans le collecteur 8 selon un ajustement glissant permettant à ces deux pièces d’être liées par une liaison pivot d’axe 27. Le corps principal 10 comporte également sur sa partie inférieure (selon l’orientation des figures 7 et 8) un alésage central 26 dont le diamètre est également ajusté au pion de centrage 14 du collecteur 8.
Sur sa partie supérieure (selon l’orientation des figures 7 et 8), le corps principal 10 comporte un manchon 28 donnant accès au conduit d’entrée 11 pour le flux chargé. Le manchon 28 est relié par une canalisation souple ou rigide à la sortie du distributeur 5 correspondant. Le flux chargé sort du distributeur 5 et est fourni au conduit d’entrée 11.
Plus particulièrement elle vise à disposer d’un procédé de fabrication d’une pièce multi-matériaux polymère et métallique voire diélectrique, qui permette de réaliser au moins un motif métallique et/ou diélectrique sur au moins une surface, et ce quelle que soit la surface de la pièce, que ce soit à l’extérieur ou à l’intérieur de ladite pièce, sans dégrader les propriétés électriques et/ou optiques de la pièce réalisée. Par surface intérieure (ou interne) de ladite pièce, on entend une surface non visible de l’extérieur mais accessible aux gaz (donc non fermée aux gaz).
L’invention doit permettre de réaliser des motifs métalliques localisés.
En outre, l’invention vise à pouvoir fabriquer la pièce, en partant d’un procédé de fabrication additive, sans que cela nécessite de disposer d’un matériel de fabrication additive spécifique, c’est-à-dire en utilisant les techniques de fabrication additive standards et adaptées.
Un premier objet de l’invention permettant de remédier à ces inconvénients est un procédé de fabrication d’une pièce multi-matériaux polymère et métallique et/ou diélectrique comprenant les étapes suivantes : A) une étape de réalisation d’une pièce intermédiaire par une technique de fabrication additive adaptée, ladite pièce intermédiaire comprenant au moins une première partie dite « pérenne » en un premier polymère thermoplastique non soluble dans un solvant de dissolution défini et au moins une seconde partie dite « de masquage » en un second polymère thermoplastique soluble dans ledit solvant de dissolution défini; le premier et le second polymère étant exempt de matériau métallisable ; puis B) une étape de dépôt par un procédé de dépôt de couche atomique (ALD) d’une au moins une couche mince d’un matériau métallique, diélectrique et/ou métallisable sur toutes les surfaces de la pièce intermédiaire réalisée ; puis C) une étape de dissolution dans le solvant de dissolution de la seconde partie de la pièce intermédiaire en le second polymère thermoplastique.
Par « couche mince », on entend une couche dont l’épaisseur est inférieure ou égale à quelques centaines de nanomètres. L’épaisseur de la couche mince est ainsi inférieure à 1 µm, de préférence inférieure ou égale à 200 nm et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 nm.
Le procédé de dépôt « ALD » (pour « Atomic Layer Deposition » en anglais) permet de réaliser une couche métallique, diélectrique et/ou métallisable mince. Du fait des faibles vitesses de dépôt par ALD, la couche mince déposée est généralement de quelques nanomètres à une centaine de nanomètres, plus rarement jusqu’à 1 µm.
Il est à noter que par « une couche » déposée par ALD, il faut comprendre « au moins une couche ». Ainsi plusieurs couches peuvent être déposées par ALD. Par exemple, une couche d’adhérence ou d’accroche peut être déposée sur la pièce intermédiaire, puis une couche de germination peut être déposée sur la couche d’adhérence ou d’accroche. Plusieurs couches minces déposées par ALD peuvent être prévues pour lâcher la contrainte de l’accroche sur la pièce intermédiaire.
Le procédé de dépôt ALD est avantageux en ce qu’il peut permettre de réaliser une telle couche métallique, diélectrique et/ou métallisable à basse température (typiquement inférieure ou égale à 100°C, notamment inférieure ou égale à 80°C, voire inférieure ou égale à 70°C, par exemple de l’ordre de 70 à 80°C, voire à la température ambiante), ce qui le rend compatible avec les matériaux polymères mis en œuvre dans le procédé de fabrication additive. Un dépôt à température ambiante a l’avantage d’être plus économe en énergie.
De préférence, on utilise des matériaux métalliques, diélectriques ou métallisables dont la température de dépôt ALD est compatible avec les matériaux polymères suivant leurs températures de transition vitreuse.
Alternativement, les matériaux polymères mis en œuvre dans le procédé de fabrication additive peuvent être choisis pour supporter la température mise en œuvre par le procédé de dépôt ALD. Il est courant d’utiliser l’acide polylactique (PLA) ou l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), ou encore un polyamide (nylon), mais d’autres matériaux polymère thermoplastiques peuvent être utilisés comme un polycarbonate (PC), un Polyphénylsulfone (PPSU) ou tout autre polymère thermoplastique adapté à la fabrication additive et supportant des températures plus élevées que celles supportées par l’ABS (80°C). Cela peut permettre de réaliser une couche mince d’un métal avec une très bonne conductivité, tel que le cuivre ou l’argent qui nécessitent généralement une température de dépôt supérieure à 100°C.
En outre, le procédé ALD permet un dépôt conforme à la topologie de la pièce intermédiaire et uniforme, quelle que soit la complexité et la taille de la pièce à revêtir, tout en garantissant une bonne adhérence même sur les matériaux de type polymère. Enfin, il permet de traiter de grandes surfaces et/ou de grands volumes (ou un grand nombre de pièces) en fonction de la configuration du réacteur de dépôt ALD, pour une réduction des coûts de fabrication.
Dans le cas où l’on souhaite une couche métallique plus épaisse (par exemple en cuivre, argent, nickel …), sans rallonger indûment la durée du procédé, la couche mince déposée par ALD peut être une couche en un matériau qui est compatible avec un traitement de surface electroless ou électrolytique, c’est-à-dire un matériau dit « métallisable ». Dans le cas d’un traitement electroless, la couche métallisable peut être une couche réactive, qui contient un élément permettant un dépôt métallique, comme par exemple une couche réactive contenant du palladium comme catalyseur, permettant par la suite la nucléation d’une couche métallique obtenue par la réduction d’ions en solution et son accroche sur la couche ALD. La couche métallisable peut également être destinée à permettre l’adsorption d’un catalyseur lors d’un traitement ultérieur, notamment une couche d’oxyde métallique (par exemple TiO 2 ) ou une couche de SiO 2 . Dans le cas d’un traitement électrolytique, la couche métallisable peut être une couche en tungstène déposée sur le matériau polymère par un dépôt ALD à 80°C, sachant que le tungstène est un matériau compatible pour une croissance électrolytique de cuivre.
Par « matériau métallisable », on entend un matériau de germination (ou de nucléation) susceptible de former un métal par un traitement electroless ou électrolytique. A contrario, un « matériau non métallisable » est un matériau qui ne peut pas former un métal par un traitement electroless ou électrolytique.
On rappelle qu’un traitement de surface dit « electroless » (« ELD » en anglais pour « Electroless Layer Deposition ») ou « autocatalytique » est un procédé de dépôt métallique sur un substrat sans polarisation dudit substrat (le substrat peut être isolant), alors qu’un traitement de surface électrolytique est un procédé de dépôt métallique sur un substrat avec polarisation dudit substrat (le substrat doit être conducteur). Selon l’invention, le dépôt est fait sur la/une couche mince déposée par ALD qui fait office alors de « substrat ».
Une étape de traitement electroless ou électrolytique dans une solution de traitement adaptée permet ainsi de réaliser des couches métalliques épaisses, supérieures à celles réalisables par ALD.
ladite composition de revêtement étant une peinture, un vernis, une laque ou une lasure.
Le procédé de l’invention peut être mis en œuvre pour revêtir tout type de surface habituellement sujet à l’application d’une peinture, d’un vernis, d’une laque ou d’une lasure.
Par l’expression « application d’une composition de revêtement sur une surface » on entend « l’action de peindre » la surface avec une composition de revêtement sous forme liquide. Ladite application peut se faire par exemple avec un rouleau, un pinceau, un pistolet à peinture, ou tout autre outil à disposition du peintre.
Avant l’étape B de séchage, le revêtement, ou la couche de peinture, de vernis, de la laque ou de lasure est dite « non-sèche ». Au toucher, la peinture, le vernis ou la lasure à un aspect encore mouillé et reste collé sur le doigt.
L’étape B de séchage permet de sécher la peinture, le vernis, la laque ou la lasure.
Sans être lié par la théorie, ce séchage est le résultat à la fois d’une évaporation des solvants, si présents, et la formation du liant à partir des composés de Formule 1, présents dans la composition.
Même si ce n’est pas essentiel, la composition de revêtement peut en outre comprendre un agent siccatif, servant à catalyser le séchage du revêtement.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé pour revêtir une surface tel que défini ci-dessus, dans lequel le au moins un composé de Formule 1-C est tel que :
La au moins une couche mince déposée par le procédé ALD peut comprendre un ou plusieurs parmi les matériaux suivants : un métal, un oxyde métallique, un nitrure métallique, ou un alliage métallique, voire un oxyde de silicium.
La au moins une couche mince déposée par le procédé ALD peut comprendre un catalyseur de type métal noble tel que le palladium, le platine ou l’or.
Alternativement, la au moins une couche mince déposée par le procédé ALD peut comprendre une couche d’oxyde apte à adsorber préférentiellement un catalyseur, qui peut être un oxyde métallique, tel que le dioxyde de titane (TiO 2 ) ou un dioxyde de silicium (SiO 2 ).
Alternativement, la au moins une couche mince déposée par le procédé ALD peut comprendre un métal ou un oxyde conducteur, tel que l’oxyde de zinc dopé aluminium.
Un deuxième objet de l’invention est une pièce multi-matériaux polymère et métallique et/ou diélectrique obtenue par le procédé de fabrication.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux figures annexées données à titre d’exemple et qui représentent, respectivement :
illustrent les étapes du procédé de fabrication selon l’invention, permettant de réaliser une pièce cylindrique creuse, de type couronne ou tube.
représentent plusieurs exemples de pièces réalisables par le procédé de fabrication selon l’invention.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.
- la représente schématiquement un exemple d’un frein mécanique à friction de l’actionneur électromécanique de la ;
- la représente schématiquement un procédé de pilotage de l’actionneur de la selon des modes de réalisation de l’invention ;
- la représente schématiquement des effets d’un frein à friction mécanique agissant sur l’actionneur électromécanique de la conformément à l’invention lorsque la charge mécanique entraînée par l’actionneur électromécanique est déplacée dans un sens montant, et
- la représente schématiquement des effets d’un frein à friction mécanique agissant sur l’actionneur électromécanique de la conformément à l’invention lorsque la charge mécanique entraînée par l’actionneur électromécanique est déplacée dans un sens descendant.
Les figures 1 et 2 illustrent une installation domotique 1 installée dans un bâtiment comportant une ouverture 3, comme une fenêtre ou une porte.
L’installation 1 comporte un dispositif domotique d’occultation, ou de protection solaire, ou de fermeture et/ou de protection, et comporte à cet effet une charge mobile 2 telle qu’un écran.
La charge mobile 2, ou écran, est par exemple configurée pour occulter l’ouverture 3 formée dans le bâtiment.
Selon des exemples énumérés de façon non limitative, l’écran 2 peut être un volet roulant, ou un rideau métallique, ou un store, tel qu’un store en tissu, ou avec des lames orientables, ou une porte de garage, ou encore un portail roulant, ou bien d’autres exemples de dispositif d’occultation.
Dans la description qui suit, l’écran 2 est un volet roulant. Cet exemple n’est pas limitatif. La description qui est faite ci-dessous de l’actionneur et de son fonctionnement est transposable à d’autres installations domotiques dans laquelle lesquelles la charge 2 est réalisée différemment.
L’écran 2 est déplaçable entre une position ouverte et une position fermée (voire aussi, par exemple, dans une ou plusieurs positions intermédiaires stables), ici par glissement dans des rails montés sur des montants 6 disposés de part et d’autre de l’ouverture 3.
L’installation 1 comporte un actionneur électromécanique 4 comportant un moteur électrique 11, par exemple fixé sur un mur ou un support mural du bâtiment.
L’écran 2 est couplé mécaniquement à l’actionneur 4.
De préférence, l’écran 2 est configuré pour être enroulé sur un tube d’enroulement 5 entraîné par l’actionneur 4, ici au moyen de fixations 10 qui connectent mécaniquement l’écran 2 au tube d’enroulement 5.
Le tube d’enroulement 5, de même que l’actionneur 4, peuvent être logés dans un caisson 9 fixé au bâtiment. Le caisson 9 est par exemple disposé au-dessus de l’ouverture 3, ou en partie supérieure de l’ouverture 3. Par exemple, le tube d’enroulement 5 s’étend suivant un axe longitudinal portant ici la référence « X ». Des liaisons pivot permettent au tube d’enroulement et à l’actionneur 4 de tourner autour de l’axe longitudinal X.
Dans certains exemples, l’actionneur 4 peut être inséré dans le tube d’enroulement 5, par exemple lors de l’assemblage du dispositif d’occultation.
L’actionneur 4 est piloté par un dispositif de commande.
Certains exemples ont fait l’objet d’un lavage en machine à laver, puis un montage en vitrage feuilleté 200 (avec une étape de traitement thermique de feuilletage) et ont ensuite subi un test d’adhésion mécanique connu sous le nom de test Pummel, consistant à évaluer l'adhésion entre le PVB et chacun des substrats (sachant que la présence des couches à l'interface substrat/PVB peut la modifier de façon négative).
Une machine à test Pummel est décrite dans le brevet US 5543924.
Le test Pummel consiste à disposer les vitrages feuilletés incorporant un substrat revêtu d’un empilement de couches minces dans une enceinte réfrigérée à -20°C pendant quatre heures, puis à prendre un marteau de 500 grammes à tête hémisphérique et à en frapper le verre dès sa sortie de l'enceinte réfrigérée, le verre étant posé sur un chevalet penché à 45° par rapport à l'horizontale et installé de façon à ce que le plan médian du verre fasse un angle de 5° avec le plan d'inclinaison du chevalet (le vitrage est posé sur le chevalet en le maintenant appuyé par sa base seulement contre le chevalet.) Le vitrage feuilleté est frappé avec le marteau selon une ligne parallèle à la base du vitrage. On estime ensuite l'adhésion par comparaison avec des spécimens, une fois que les vitrages feuilletés sont à nouveau à température ambiante. Le "score" des vitrages feuilletés est ensuite évalué : - entre 0 et 1, on a un vitrage feuilleté sans adhésion verre/PVB, - entre 2 et 3, l'adhésion est moyenne, - entre 4 et 6, l'adhésion est bonne, - au-delà de 6 elle est excellente.
Les ex. 31 et 38 ont été testé dans cette configuration feuilletée et ils ont tous obtenu un score entre 6 et 7.
Par « couche épaisse », on entend une couche dont l’épaisseur est supérieure ou égale à 1 µm, de préférence supérieure ou égale à 10 µm, voire supérieure ou égale à 100 µm.
Le dépôt métallique épais ainsi formé par le traitement electroless ou électrolytique se produit uniquement sur la couche ALD. Ainsi, le traitement electroless ou électrolytique peut permettre de déposer sur la couche mince ALD une couche en un matériau métallique. Il est également possible de déposer une couche métallique par traitement electroless (notamment si la couche ALD est diélectrique), puis une autre couche métallique par traitement électrolytique.
Ainsi, l’invention consiste en un procédé de fabrication permettant dans un premier temps de réaliser une pièce dite « pièce intermédiaire » qui comprend un matériau pérenne (premier matériau polymère) et un matériau de masquage (second matériau polymère), cette pièce intermédiaire étant réalisée par un procédé de fabrication additive adapté. L’ensemble de la pièce intermédiaire est ensuite recouverte par un dépôt d’au moins une couche mince en matériau métallique, diélectrique et/ou métallisable réalisé par ALD sur l’intégralité des surfaces de la pièce intermédiaire. Ensuite, la dissolution du matériau de masquage permet d’obtenir une pièce sur laquelle le matériau métallique, diélectrique et/ou métallisable déposé par ALD ne persiste que dans les zones initialement non masquées. L’invention consiste donc essentiellement en une combinaison d’une étape de fabrication additive mettant en œuvre un matériau pérenne et un matériau de masquage non pérenne et d’une étape de dépôt par ALD qui est réalisée avant dissolution du matériau de masquage. Le matériau de masquage peut être un matériau dit « support » couramment employé pour permettre l’impression de pièces particulières et qui doit ensuite être dissout pour révéler la pièce finale.
Le matériau métallique ou métallisable déposé par ALD peut soit être conservé tel quel et former au moins une couche mince, soit être utilisé comme couche de germination pour un traitement electroless et/ou électrolytique pour former un matériau métallique. Ledit traitement electroless et/ou électrolytique peut être réalisé avant ou après l’étape de dissolution.
Un avantage du procédé de l’invention comparé aux procédés connus de l’état de la technique est la possibilité de réaliser simplement des motifs métalliques et/ou diélectrique complexes et conformes à la topologie de la pièce intermédiaire sur une ou plusieurs surfaces de la pièce, sans qu’il soit nécessaire de disposer d’un matériel d’impression 3D dédié. Une technique de fabrication additive à base de polymères suffit pour réaliser la pièce intermédiaire. Il s’agit préférentiellement, d’une technique de fabrication additive par extrusion de matière (« FDM » pour « Fused Deposition Modeling »). La technique FDM est en effet couramment employée pour sa simplicité de mise en œuvre et la possibilité qu’elle offre d’utiliser éventuellement plusieurs filaments de polymères différents.
En outre, le procédé de l’invention permet de réaliser des motifs sur des surfaces de la pièce qui sont difficilement accessibles (certaines surfaces extérieures notamment cachées par d’autres surfaces), voire qui ne sont pas accessibles du tout, comme par exemple les surfaces internes (c’est-à-dire les surfaces masquées depuis l’extérieur, dites « surfaces internes » mais non fermées au gaz), ce que ne permettent pas les procédés existants, comme la technique LDS (activation laser) décrite dans la partie « état de la technique ».
Le procédé de l’invention donne ainsi accès à des pièces multi-matériaux qui ne sont pas réalisables avec des procédés connus de l’état de la technique.
Le procédé de fabrication selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. Les caractéristiques suivantes peuvent également être combinées avec les caractéristiques précédemment décrites dans l’exposé de l’invention.