INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La présente les caractéristiques types d’une chambre à copeaux 28 selon une norme en la matière servant à dimensionner cette chambre à copeaux 28. Ces caractéristiques ont vraisemblablement été établies de façon empirique suite à des essais. Comme toute règle établie de façon empirique, cette dernière ne fonctionne que dans le domaine testé ce qui la rend moins efficiente voire caduque dès le moment où le domaine d’application n’est ni comparable ni équivalent au domaine testé.
Le mauvais dimensionnement de la chambre à copeaux 28 peut avoir des conséquences directes sur la tenue mécanique de la broche ou sur la qualité de la surface usinée.
Dans le premier cas, si la chambre à copeaux 28 vient fortement contraindre le copeau 8, ce dernier peut rester coincé de telle sorte à ce que le copeau 8 ne puisse pas être éjecté par le système de brosses ou de jet de lubrifiant sous pression. Cela a pour conséquence que lors du prochain passage de la broche dans la matière, un second copeau 8 va venir contraindre le premier copeau coincé et surtout, contraindre fortement la broche. Cette contrainte peut être tellement importante qu’elle peut mener à la casse de la dent 10 et, par effet de cascade, à la destruction des dents suivantes.
Dans le second cas, le copeau 8 n’est que très peu contraint dans la chambre à copeaux 28. Aussi, se déroulant librement, le copeau 8 peut très bien s’enrouler et venir en interaction avec la surface de la pièce en train d’être usinée. Le copeau 8 peut alors être contraint par ce biais, se casser et, venir se tartiner sur la surface fraîchement usinée donnant un état de surface médiocre non acceptable.
Un autre point concerne le dimensionnement de l’épaisseur des dents 10. En effet, plus la chambre à copeaux 28 est petite et plus, à iso-nombre de dents 10 et iso-pas « P », l’épaisseur de la dent « e » est importante. Outre le fait qu’une forte épaisseur de dent garantit une bonne tenue mécanique de cette dent, plus cette épaisseur de dent est importante, plus le potentiel de réaffûtage (nombre d’affûtage) est important. En effet, comme le réaffûtage d’une dent 10 consiste à faire reculer la face de coupe 10a en la rectifiant après un certain nombre de pièces réalisées, plus l’épaisseur « e » est importante et plus le nombre possible de réaffutage est important.
Dans la , les autres paramètres représentés sont : la hauteur de dent C, l’angle de dépouille α de la face de dépouille 10b, l’angle 40° de la face de contre-dépouille 10d, l’angle de coupe γ de la face de coupe 10a, l’épaisseur h coupée par l’arête de coupe 10c, et la section minimale S de la chambre à copeaux 28 selon la norme précitée.
Dans la technique actuelle il n’existe aucune méthode de modélisation de l’enroulement d’un copeau 8. Il n’existe aucune méthode prédictive capable de déterminer l’enroulement du copeau lors de l’opération de brochage à partir des caractéristiques géométriques de la broche. Plus particulièrement, il n’existe aucune aide au dimensionnement de la chambre à copeaux en s’appuyant sur ce type de modélisation.
La seule façon de dimensionner une chambre à copeaux est aujourd’hui de suivre une méthode empirique et des tableaux de valeurs données par la norme NF E66-620.
Cette structure spécifique permet également de prévoir des coulisseaux plus élancés par rapport à d’autres moules de fabrication de cadres de l’état de l’art. En conséquence, la taille du moule est réduite, et celle de la presse l’est également, d’où une diminution des coûts de production (diminution des coûts d’amortissement de l’investissement presse).
Le cadre est formé d’un ensemble de parties creuses ou corps creux en matériau polymère, ce qui le rend léger et résistant, le tout avec un volume de matière contenu, le rendant ainsi économiquement intéressant.
Ce cadre est « monobloc » en ce que les parties creuses forment un unique ensemble creux (le cadre complet) en matériau polymère.
La fabrication d’un cadre monobloc permet de s’affranchir des demi-parties de cadre assemblées avec des faiblesses récurrentes des assemblages, telles que le manque de robustesse, d’étanchéité et/ou de tenue géométrique et dimensionnelle dans le temps. Par nature (taille humaine). Ce type de fabrication conduit également à une réduction des assemblages de composants de cadre (automatisation), ce qui permet d’automatiser le procéder afin d’améliorer les cadences et de réduire les coûts de production.
Selon d’autres aspects, le moule selon l’invention présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles : au moins deux des coulisseaux sont munis d’au moins un logement adapté pour recevoir une portion saillante de forme complémentaire d’un coulisseau voisin, de sorte que lorsque les coulisseaux sont en position dans leur empreinte respective, lesdits coulisseaux sont emboités les uns dans les autres. Cet emboîtement ou enchâssement conduit à une liaison plus forte des coulisseaux entre eux, ce qui assure une solidité accrue de la structure ; le moule comprend au moins trois des empreintes et coulisseaux correspondants suivants :
- une première empreinte présentant un profil de pivot de fourche du cadre, et un premier coulisseau adapté pour être inséré dans la première empreinte, - une deuxième empreinte qui communique avec la première empreinte, présentant un profil de tube diagonal du cadre, et un deuxième coulisseau adapté pour être inséré dans la deuxième empreinte, - une troisième empreinte qui communique avec la deuxième empreinte, présentant un profil de bases et de haubans, et un troisième coulisseau adapté pour être inséré dans la troisième empreinte, - une quatrième empreinte qui communique avec la troisième empreinte, présentant un profil de tige de selle, et un quatrième coulisseau adapté pour être inséré dans la quatrième empreinte ; au moins deux des coulisseaux suivants sont munis d’au moins un logement tel que :
- le premier coulisseau est muni d’au moins un logement adapté pour recevoir une portion saillante du deuxième coulisseau, - le deuxième coulisseau est muni d’au moins un logement adapté pour recevoir une portion saillante du troisième coulisseau, - le troisième coulisseau est muni d’au moins un logement adapté pour recevoir une portion saillante du quatrième coulisseau ; en considérant que l’empreinte de moulage est positionnée dans un sens conventionnel d’utilisation d’une bicyclette, d’un tricycle, d’un quadricycle, ou d’un motocycle :
- le premier coulisseau est inséré par le dessous du moule, dans une direction du pivot de fourche, - le deuxième coulisseau est inséré par le dessous du moule, dans une direction du tube diagonal, et vient s’emboîter dans le premier coulisseau, - le troisième coulisseau est inséré par l’arrière du moule, et vient s’emboîter dans le deuxième coulisseau, - le quatrième coulisseau est inséré par le dessus du moule, dans une direction de la tige de selle, et vient s’emboîter dans le troisième coulisseau. le moule comprend au moins un des points d’injection suivants :
- au moins un point d’injection situé sur le pivot de fourche, de préférence au moins deux points d’injection situés préférentiellement aux deux extrémités du pivot de fourche, - au moins un point d’injection situé sur le tube diagonal, - au moins un point d’injection situé sur la tige de selle, - au moins deux points d’injection situés sur une portion avant de chaque base, c’est-à-dire proche du pédalier, - au moins deux points d’injection situés sur une portion arrière de chaque base, c’est-à-dire au niveau de la jointure des bases et des haubans.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un cadre de vélo, de tricycle, ou de quadricycle par injection d’un matériau polymère dans un moule tel que décrit précédemment.
Ce procédé comprend les étapes suivantes : fourniture d’un moule tel que décrit précédemment, fermeture des coulisseaux afin de les mettre en engagement les uns avec les autres, de préférence de les emboîter les uns dans les autres, et fermeture du moule par déplacement de la partie mobile vers la partie fixe jusqu’au contact de celles-ci de sorte à délimiter l’empreinte de moulage, injection à chaud d’un matériau polymère dans l’empreinte de moulage, en surmoulant les coulisseaux en position dans leur empreinte respective, pour former le cadre, ouverture des coulisseaux, et ouverture du moule par séparation des parties fixe et mobile pour libérer le cadre, éjection du cadre.
Selon d’autres aspects, le procédé selon l’invention présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles : le procédé comprend en outre une étape de nervurage extérieur des bases du cadre ; le procédé comprend en outre une étape de nervurage intérieur des haubans du cadre ; le matériau polymère est injecté dans l’empreinte de moulage par des points d’injection, l’injection étant réalisée depuis l’avant du cadre, c’est-à-dire un point d’injection débouchant sur une empreinte du pivot de fourche ou une empreinte du tube diagonal, vers l’arrière du cadre, c’est-à-dire un point d’injection débouchant sur une empreinte des bases et des haubans ou une empreinte de la tige de selle ; le matériau polymère est un matériau composite comprenant une matrice polymère et un renfort fibreux, ledit renfort fibreux ayant une teneur comprise entre 30% et 60% en poids par rapport au poids total du matériau composite. De préférence, la matrice polymère est une matrice polymère thermoplastique comprenant au moins un polymère thermoplastique ; le polymère constitutif de la matrice polymère est choisi parmi : polyacrylamide 6, polyacrylamide 12, polyacrylamide 6/66, polyacrylamide 610, polyacrylamide 66, polyacrylamide 66/6, polyaryléthercétone, de préférence les polyétheréthercétones et polyéthercétonecétones, polytéréphtalate de butylène, polyéthylèneimine, polytéréphtalate d’éthylène, polytéréphtalate d’éthylène glycolisé, polycarbonate, polyméthylpentène, polyoxyméthylène, polyphényléther, polytétrafluoroéthylène, polyfluorure de vinylidène ; les fibres constitutives du renfort sont choisies parmi : carbone, lin, chanvre, jute, basalte, acrylique aramide, fibre de verre, fer, coco, aluminium, titane, tungstène, cuivre, magnésium, sisal.
La est une vue en perspective du moule selon l’invention, en configuration ouverte, les coulisseaux étant tous ouverts ;
La est une vue en perspective du moule de la , dans lequel le premier coulisseau est fermé, en position dans une empreinte du pivot de fourche ;
La est une vue en perspective du moule de la , dans lequel le deuxième coulisseau est fermé, en position dans une empreinte du tube diagonal, et en engagement avec le premier coulisseau ;
La couche de masquage intérieure, périphérique, peut être en face F4 notamment faisant face à la couche de masquage interne (et même de nature identique par exemple un émail notamment noir sur deuxième feuille en verre minéral). La couche de masquage intérieure peut être à 2mm ou 3mm (moins de 1cm ou 5 mm) de la tranche du vitrage ou même jusqu’à la tranche. La couche de masquage intérieure, notamment noire, peut être un bandeau et même un cadre.
L’épaisseur de couche(s) intermédiaire(s) entre face F2 et face F3 est de préférence d’au plus 1,5mm ou 1,1mm ou 0,9mm et en particulier l’épaisseur de couche(s) intercalaire de feuilletage étant d’au plus 1,1mm ou 0,9mm. L’épaisseur entre face F1 et face F4 est de préférence d’au plus 9mm ou 7mm, notamment pour un véhicule routier.
Ainsi, un objet peut comprendre sur une face une pluralité de points de mesure, reliés ou non à une pluralité de points de mesure sur une autre face (par exemple la face opposée dans le sens de la fabrication additive). D'une manière plus générale, les points de mesure peuvent être répartis sur la surface du modèle de fabrication additive, et les points de mesure peuvent être associés deux par deux, de sorte que chaque paire de point représente une puissance de 2, ou une position dans un code qui a une valeur de base. De plus, la longueur du chemin entre deux points peut également être mesurée pour moduler la valeur de base. Ainsi, si les points sont reliés entre eux par un élément conducteur électriquement, une mesure aux bornes des deux points de mesure peut permettre de déterminer la résistance du chemin qui les relie et donc sa longueur pour en tirer une valeur. En variante, les chemins peuvent être creux, et la mesure peut être la mesure du temps d'écoulement d'un fluide d'un point de mesure à l'autre. Toujours en variante, un phénomène de conduction thermique peut être utilisé pour mesurer la longueur du chemin entre deux points de mesure, etc. Ainsi, il est possible d'encoder un très long message dans le corps de l'objet, et de lire ce message par une mesure simple d'une propriété physique.
Les données de forme permettent pour leur part de définir la forme générale de l'objet dont on cherche à générer le modèle de fabrication additive. Ainsi, celui-ci peut être de forme cubique ou parallélépipédique, ce qui sont les formes les plus spontanées, mais plus généralement, l'invention permet toute forme : à base hexaédrique, de section variable, etc. Typiquement, les données de formes peuvent être vues comme un ensemble de couches empilées qui correspondent à une forme souhaitée pour l'objet avant que le code soit intégré dans son corps. Les données de forme peuvent indiquer des portions de ces couches qui doivent être préservées et ne doivent pas être associées à un chemin.
Ainsi, les données d'informations à encoder et les données de substrat d'objet viennent contraindre le modèle de fabrication additive. En effet, selon la complexité du message à encoder, la manière d'encoder ce message et la forme spécifique recherchée pour l'objet, il sera possible de réaliser directement le modèle de fabrication additive, ou il faudra modifier les données de forme, par exemple en rajoutant des couches ou en modifiant l'échelle de l'objet pour permettre de mettre en œuvre les chemins qui encodent le code dans le corps de l'objet.
Comme on le verra plus bas, pour cela, le dispositif 2 utilise d'une part l'encodeur 6 afin de dimensionner a priori le modèle de fabrication additive de l'objet, puis l'initialiseur 8 afin de préparer le travail du calculateur 10. Enfin, le calculateur 10 opère une optimisation stochastique afin de définir des chemins dans le corps de l'objet qui permettent de respecter les règles de constitution de celui-ci, tant du point de vue de son intégrité structurelle que du point de vue de la mesure ultérieure permettant de recouvrer le code dans le corps de l'objet.
Cette approche stochastique est particulièrement avantageuse car elle permet de libérer les contraintes de conception et est particulièrement adaptée à la fabrication additive. En effet, l'approche stochastique garantit que si une solution satisfaisante existe (c’est-à-dire un ensemble de chemins dont les longueurs satisfont des tolérances d'optimisation et de fabrication), elle sera trouvée, et la fabrication additive, par la liberté sur le dimensionnement, permet de garantir qu'une solution existe quelle que soit la forme de l'objet ou la taille du message à encoder.
Ainsi, le modèle de fabrication additive produit par le dispositif 2 comprendra des données de couches définissant chaque couche de l'objet. Ces données de couches seront réparties sur une grille correspondant à la fabrication additive envisagée, et définiront à chaque point ou case de la grille si ce point est vide ou plein et s'il est plein avec quelle matière. Pour obtenir ce résultat final, l'encodeur 6 part des données d'informations à encoder et des données de substrat d'objet pour créer un ensemble de données de couches initiales qui correspondent à un objet "plein" propre à recevoir les chemins nécessaires à encoder le code dans le corps de l'objet. Il va de soi qu'un objet "plein" peut comporter des zones évidées tant qu'il reste possible de le fabriquer par fabrication additive, ou présenter des zones dans laquelle la densité de matière est plus faible que dans le reste de l'objet. L'encodeur 6 a également pour fonction de générer un tableau de longueurs cibles qui va définir la longueur que doit prendre chaque chemin entre deux points de mesure afin d'encoder les données d'informations à encoder. Comme expliqué plus haut, ces longueurs sont déterminées en fonction de la mesure de propriété physique qui est envisagée, de sorte que la mesure de cette propriété soit directement reliée à cette longueur et permette de définir une valeur associée à une paire de points de mesure.
Les données de couches initiales sont alors transmises à l'initialiseur 8 qui va définir d'une part les emplacements des points de mesure sur la surface de l'objet (par exemple sur des faces opposées, ou autrement), et d'autre part qui va initialiser des chemins entre des paires de points de mesure sur la base du tableau de longueurs cibles.
Ensuite, le calculateur 10 optimise les chemins générés par l'initialiseur 8 afin de respecter les contraintes de forme de l'objet définies par les données de forme, d'obtenir des chemins dont les longueurs correspondent au tableau de longueur cible, et de respecter des contraintes de fabrication structurelles et de mesure de propriété.
Toutes les données décrites ci-dessus pourront être stockées dans la mémoire 4.
L'encodeur 6, l'initialiseur 8 et le calculateur 10 accèdent directement ou indirectement à la mémoire 4. Ils peuvent être réalisés sous la forme d’un code informatique approprié exécuté sur un ou plusieurs processeurs. Par processeurs, il doit être compris tout processeur adapté aux calculs décrits plus bas. Un tel processeur peut être réalisé de toute manière connue, sous la forme d’un microprocesseur pour ordinateur personnel, portable, tablette ou smartphone, d’une puce dédiée de type FPGA ou SoC, d’une ressource de calcul sur une grille ou dans le cloud, d’une grappe de processeurs graphiques (GPUs), d’un microcontrôleur, ou de toute autre forme propre à fournir la puissance de calcul nécessaire à la réalisation décrite plus bas. Un ou plusieurs de ces éléments peuvent également être réalisés sous la forme de circuits électroniques spécialisés tel un ASIC. Une combinaison de processeur et de circuits électroniques peut également être envisagée. Des processeurs dédiés à l’apprentissage automatique pourront aussi être envisagés.
La représente un exemple d'une boucle de fonctionnement du dispositif 2.
Dans une opération 200, le dispositif 2 exécute une fonction Inp(). La fonction Inp() permet de recevoir les données d'entrée en vue de la génération du modèle de fabrication additive. Comme on l'a vu plus haut, les données d'entrée comprennent les données d'information à encoder et les données de substrat d'objet. Les données d'entrées peuvent être obtenues par tout moyen, en utilisant une interface homme-machine et en accédant à celles-ci sur la mémoire 4 ou sur tout autre stockage.
Ensuite, l'encodeur 6 exécute une fonction Enc() dans une opération 210. Comme décrit plus haut, la fonction Enc() a pour rôle de transformer les données d'information à encoder en tableau de longueurs cibles en fonction des données de type d'encodage. De plus, la fonction Enc() a pour autre rôle d'instancier les couches pleines définissant l'objet qui doit recevoir le code dans son corps.
La représente une mise en œuvre de la fonction Enc().
Dans une opération 300, l'encodeur 6 accède aux données d'information à encoder et aux données de type d'encodage et exécute une fonction Tab() qui retourne un tableau contenant les longueurs cibles des chemins. Les données de type d'encodage jouent un rôle particulier. En effet, en fonction de la propriété physique mesurée pour déterminer la longueur des chemins ainsi que du type d'encodage choisi (tableau à N bits, mot comprenant N groupes de mots à K bits chacun, valeur aléatoire), la fonction Tab() établit un tableau de longueurs cibles distinct. Comme on le verra plus bas, la mesure de la longueur des chemins peut être directement corrélée avec la longueur physique des chemins, mais elle peut également être basée sur d'autres propriétés, comme sur le nombre de virages que comprend un chemin, la mesure de propriété étant prévue pour permettre de compter ceux-ci.
Ensuite, une fonction Fit() est exécutée dans une opération 310. La fonction Fit() utilise comme arguments d'une part les données de forme, et d'autre part le tableau de longueurs cibles. La fonction Fit() a pour rôle de vérifier s'il est possible de réaliser des chemins dont les longueurs sont contenues dans le tableau de longueurs cibles à l'intérieur de l'objet défini par les données de forme. Cette vérification peut être réalisée au moyen d'un entraînement automatique (par exemple à base d'arbre boosté) ou reposer sur des critères analytiques (par exemple le fait que l'objet ne soit pas plus haut que la longueur de chemin la plus courte lorsque les points de mesure sont disposés sur des faces respectivement supérieure et inférieure de l'objet).
En lançant un mode de réalisation du procédé de l’invention, le procédé comprend une étape de positionnement du moule 10 dans le champ de vue du système de détection du robot 102 (par exemple, le positionnement du moule sur le support 50 comme représenté dans la ). Le moule 10 est positionné de sorte que les évents 150, définis le long de la surface interne d’au moins un segment de moule, sont visibles dans le champ de détection du capteur (voir, par exemple, les arrangements d’évents 150 représentés dans les moules des figures 4 et 5). Pendant cette étape, le robot 102 (et particulièrement le système de détection intégré) vient survoler le moule 10.
Dans ce mode de réalisation, le procédé de l’invention comprend en outre une étape de mesure de la hauteur des points sous le champ de vue du système de détection du robot 102. Pendant cette étape, un moyen de télémètre du système de détection (par exemple, le scanner décrit ci-dessus) obtient une série de numérisations dans le sens de la longueur et dans le sens transverse du segment 12 du moule 10 de façon à pouvoir donner une courbure de déplacement du profil du moule (voir la qui représente un exemple des courbures suite aux differents passages du moyens de telemetre par rapport à un moule du type représenté dans la ). Pendant cette étape, cette « courbure déplacée » est ensuite traitée pour déterminer les courbures et en déduire les normales en tout point de la surface du moule par interpolation suivants les courbures.
Une fois celles-ci connues, ce mode de réalisation du procédé comprend en outre une étape de balayage du système de détection du robot 102 pour couvrir toute la surface interne du moule 10. Pendant cette étape, une caméra industrielle du type 2D cherche des formes assimilables à des cercles (c.-à-d., des formes représentant les évents 150 dans le moule 10) pour créer manuellement des exemples des évents cherchés. Celles-ci sont recherchées en utilisant la fonction recherche de formes floues (ou « blobs ») à disposition dans le logiciel de paramétrage de la caméra. La position de la caméra étant calibrée par rapport au robot 102, les positions approximatives des évents 150 (par rapport au robot 102) sont sauvegardées par le processeur (par exemple, dans une base de données du système 100).
Une fois les positions approximatives acquises, ce mode de réalisation du procédé comprend en outre, pour chacun des évents 150, une étape de raffinement de sa localisation en minimisant un critère d’écart entre le centre théorique du cercle observé et le centre de la caméra. Cette etape requiert une connaissance de la normale à la surface portant le cercle (étant la surface interne du moule 10) afin d’obtenir la meilleure précision possible (voir la qui représente un exemple de réponse à la recherche des évents dans un segment de moule du type représenté dans la ). Les positions sont mises à jour dans la base de données (soit sur une base continue soit sur une base intermittente).