INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans ce mode de réalisation et de manière analogue au contre-moule décomposé en deux parties 721 et 722, la première partie de moule permet de donner la forme à la portion de carter s’étendant entre le premier bord latéral 101 et la bride 180, tandis que la deuxième partie de moule permet de donner la forme à la portion de carter s’étendant entre la bride 180 et le deuxième bord latéral 102.
En outre, la séparation du moule en deux parties assure un démoulage aisé au moule sans risque d’abimer la bride 180.
OUTILLAGE D’EXTRUSION DE FILAMENT RENFORCE POUR FABRICATION ADDITIVE La présente invention se rapporte au domaine technique général de la fabrication de filaments fondus (FFF) et de la fabrication additive par dépôt de fil (FDM). L’invention se rapporte donc à des dispositifs et systèmes de dépose de polymères fondus et de mise en forme sur un support par un système automatisé.
L’invention concerne plus particulièrement le domaine des dispositifs de fabrication additive, d’impression 3D, de sur-impression 3D ou de tout autre dispositif similaire utilisant un filament renforcé.
Par filament renforcé, il convient d’entendre un filament comportant une âme, en général souple mais non thermoformable, présentant des performances mécaniques accrues. Cette âme, est constituée d’une fibre de renfort longue et continue, minérale, organique ou métallique. A titre d’exemple, on peut citer la fibre de verre, la fibre de carbone, la fibre de lin, la fibre de chanvre, la fibre de cuivre ou la fibre de basalte. Une telle fibre de renfort est alors enrobée d’au moins un matériau thermoplastique pour constituer le filament renforcé.
Etat de la technique La fabrication additive à base de matériaux polymères, connue sous la dénomination impression 3D par le grand public, consiste à déposer et superposer des couches de matières sur un support avec un dispositif adapté selon les cordonnées transmises par un fichier 3D, ce dispositif comportant généralement un système automatisé de type robot multiaxes ou portique ou tripode ou table croisée motorisée.
La technique de fabrication de pièces la plus connue repose sur une technique de modelage par dépôt de filament polymères en fusion de section circulaire à partir d’une bobine de fil de matière thermoplastique. Cette technique consiste à déposer couche par couche un filament ou jonc de matière thermoplastique fondu souvent au-dessus de 200°C qui, en se superposant, donne forme à l’objet. La tête d’impression se déplace selon des coordonnées X, Y et Z (longueur, largeur et hauteur) ou R, θ, Z (rayon, angle hauteur) transmises par un fichier 3D correspondant au modèle 3D de l’objet à fabriquer. Selon cette technique antérieure, le jonc est monomatière, de diamètre constant et il est déposé selon un axe d’extrusion habituellement vertical, ou du moins perpendiculaire au plan de dépose.
Si elle permet de fabriquer des objets de toutes sortes ou de réparer des objets cassés, cette technique de fabrication présente aussi de nombreuses limitations.
Tout d’abord, la technique classique de modelage par dépôt de filament en fusion est très lente, car le diamètre du fil de matière thermoplastique déposé est très faible et la matière est par conséquent déposée en très petite quantité. Une augmentation du diamètre du fil permet de répondre à ce problème de lenteur, mais pose alors des problèmes d’esthétisme et de solidité de l’objet fabriqué qui sont dus à la superposition de joncs de matière de forme cylindrique qui adhèrent mal les uns aux autres en raison de leur section circulaire. Malgré des améliorations constantes, cette technique est d’ailleurs connue pour le manque de solidité des objets fabriqués et pour l’aspect peu esthétique de ces derniers, qui présentent un aspect grumeleux au lieu d’être lisses.
Une autre limitation de la technique classique de modelage par dépôt de filament en fusion est qu’elle ne permet de déposer qu’une seule matière à la fois, et ne permet pas de déposer plusieurs matières distinctes simultanément. Pour des raisons évidentes de solidité de l’objet fabriqué, la matière déposée doit en outre se souder à celle déposée dans les autres strates, ce qui limite le nombre de matières pouvant être utilisées par cette technique.
La technique classique de modelage par dépôt de filament en fusion n’est pas non plus prévue pour permettre de renforcer l’objet fabriqué par l’ajout d’un renfort continu, par exemple une fibre de verre ou de carbone, lors du dépôt de filament en fusion. En effet, lorsque l’on souhaite déposer par l’intermédiaire d’une impression 3D des filaments renforcés, on se heurte à des difficultés additionnelles, car l’âme du filament renforcé n’est pas thermoformable. Les têtes d’impression 3D standards sont conçues pour être alimentées par un filament dont la section d’entrée, donné par son diamètre est de 1,75 mm ou de 2,85 mm. La section de sortie des têtes d’impression 3D est donnée par le diamètre de l’orifice d’une buse d’impression, lequel est généralement compris entre 0,4 mm et 1,00 mm. Un filament de renfort présente donc un enrobage dont la matière peut être ramollie ou fondue et par conséquent formable, contrairement à la fibre de renfort. Il est donc impossible d’utiliser des filaments renforcés présentant un diamètre standard dans des têtes d’impression standards.
Description de l’invention L’objet de la présente invention vise par conséquent à pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un nouvel outillage d’extrusion pour la fabrication d’un filament renforcé destinée à être utilisé à une tête d’impression 3D standard.
Un autre objet de la présente invention vise à proposer un nouvel outillage d’extrusion permettant de fabriquer un filament renforcé en utilisant un ou plusieurs matériaux thermoplastiques différents et non miscibles.
On a illustré aux figures 5A à 5D un motif élémentaire de peau 12 de type octaédrique tronqué simple. Un tel motif élémentaire de peau 12 comprend trente-six poutres de peau 14 connectées entre elles de sorte à former un octaèdre tronqué 15, les poutres de peau 14 formant les arêtes dudit octaèdre tronqué 15. L’octaèdre tronqué 15 comprend notamment six faces rhombiques 16. Le motif élémentaire de peau 12 est inscrit dans une cellule élémentaire de peau 17, qui correspond au parallélépipède rectangle circonscrit à deux des faces rhombiques 16 opposées entre elles et aux poutres de peau 14 comprises dans le plan médian P auxdites deux faces rhombiques 16. Le motif élémentaire de peau 12 comprend également huit poutres de liaison 18, chacune reliant un des sommets de la cellule élémentaire de peau 17 aux poutres de peau 14 en suivant les diagonales de la cellule élémentaire de peau 17. Les poutres de liaison 18 sont ainsi reliées à des sommets de l’octaèdre tronqué 15.
Le motif élémentaire de peau 12 de type octaédrique tronqué simple est similaire au motif dénommé « truncated octa » dans le logiciel « nTopology 3.26.3 » de la société nTopology, INC.
Comme cela est illustré aux figures 4A et 4B, les motifs élémentaires de peau 12 de type octaédrique tronqué simple adjacents sont fixés entre eux par contact des extrémités de leurs poutres de liaison 18 respectives, et par leurs faces rhombiques 16 inscrites dans leur cellule élémentaire de peau 17 qui sont confondues ou par leurs poutres de peau 14 conscrites à leur cellule élémentaire de peau 17 qui sont confondues. Les faces rhombiques 16 ou les poutres de peau 14 confondues entre deux motifs élémentaires de peau 12 de type octaédrique tronqué simple adjacents sont partagées entre ces deux motifs élémentaires de peau 12, c’est-à-dire qu’elles appartiennent à chacun de ces deux motifs élémentaires de peau 12.
Le treillis de peau 11 comprend une surface de contact 19 est l’ensemble des points du treillis de peau 11 de la surface enveloppant la face extérieure 22.
Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures 4A et 4B, les motifs élémentaires de peau en superficie du treillis de peau 11 sont des motifs élémentaires de peau 12 de type octaédrique tronqué simple. La surface de contact 19 est composée des extrémités 18a des poutres de liaison 18 et des poutres de peau 14 formant les arrêtes des faces rhombiques 16 contenues dans la face extérieure 22 du treillis de peau 11. Ainsi, la surface de contact 19 du treillis de peau 11 est plus grande que la surface de contact 9 du treillis de corps 1. De plus, la surface de contact 19 du treillis de peau 11 n’est pas constituée uniquement d’extrémités de poutres de liaison. Ainsi, la sensation de confort pour un utilisateur s’appuyant sur une structure architecturée en treillis 10 comportant un treillis de corps 1 et le treillis de peau 11 recouvrant le treillis de corps 1 est améliorée.
Comme cela est illustré aux figures 3A et 3B, les motifs élémentaires de peau 12 du treillis de peau 11 sont fixés aux motifs élémentaires de corps 2 du treillis de corps 1 par contact des extrémités des poutres de liaison 18 et des extrémités des brins de liaison 7. Les faces des cellules élémentaires de corps 8 et les faces de cellules élémentaires de peau 17 confondues entre elles partagent les mêmes sommets. Ainsi, les motifs élémentaires de corps 2 et les motifs élémentaires de peau 12 sont alignés entre eux et le nombre de poutres flottantes ou de brins flottants, c’est-à-dire les poutres liaison 18 ou les brins de liaison 7 dont une des extrémités est libre, est limité. Notamment, il est possible de concevoir une structure architecturée en treillis 10 sans aucune poutre flottante et aucun brin flottant, ou sans aucune poutre flottante et aucun brin flottant excepté aux faces extérieures latérales 29 de la structure architecturée en treillis 10, comme illustré aux figures 3A et 3B.
On a illustré aux figures 6A et 6B un treillis de peau 11 similaire au treillis de peau 11 illustré aux figures 3A et 3B. Ce treillis de peau 11 diffère de celui illustré sur les figures 4A et 4B en ce qu’il comporte une première strate, comportant une pluralité de motifs élémentaires de peau 12 de type octaédrique tronqué simple répétés périodiquement le long d’un plan et en contact les uns avec les autres, et, une deuxième strate superposée à la première strate, la deuxième strate comportant une pluralité de motifs élémentaires de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié répétés périodiquement le long du même plan que les motifs élémentaires de peau 12, et, en contact les uns avec les autres. Les motifs élémentaires de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié sont connectés aux motifs élémentaires de peau 12 de type octaédrique tronqué simple.
On a illustré aux figures 7A à 7D un motif élémentaire de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié. Un tel motif élémentaire de peau 13 comprend trente-six poutres de peau 14 connectées entre elles de sorte à former un octaèdre tronqué 15, les poutres de peau 14 formant les arêtes dudit octaèdre tronqué 15. L’octaèdre tronqué 15 comprend notamment six faces rhombiques 16. Le motif élémentaire de peau 13 est inscrit dans une cellule élémentaire de peau 17, qui correspond au parallélépipède rectangle circonscrit à deux des faces rhombiques 16 opposées entre elles et aux poutres de peau 14 comprises dans le plan médian P auxdites deux faces rhombiques 16. Le motif élémentaire de peau 13 comprend également quatre poutres de liaison 18, chacune reliant un des sommets de l’octaèdre tronqué 15 à un des sommets d’une seule des deux faces 20 de la cellule élémentaire de peau 17 circonscrites aux face rhombiques 16 de l’octaèdre tronqué 15. Les sommets de l’autre des deux faces 20 de la cellule élémentaire de peau 17 circonscrites aux faces rhombiques 16 ne sont pas reliés à des poutres de liaison 18. Les poutres de liaison 18 suivent les diagonales de la cellule élémentaire de peau 17. Ainsi, le motif élémentaire de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié est identique au motif élémentaire de peau 12 de type octaédrique tronqué simple excepté pour les poutres de liaison 18 qui sont moins nombreuses et ne relient pas tous les sommets de la cellule élémentaire de peau 17.
De manière similaire au treillis de peau 11 des figures 4A et 4B et comme cela est illustré aux figures 6A et 6B, les motifs élémentaires de peau 12 de type octaédrique tronqué simple sont fixés aux motifs élémentaire de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié par contact entre leurs poutres de liaison 18 et par leurs faces rhombiques 16 conscrites à leur cellule élémentaire de peau 17 qui sont confondues. Les motifs élémentaires de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié adjacents sont fixés entre eux par contact entre leurs poutres de liaison 18 respectives et par leurs poutres de peau 14 conscrites à leur cellule élémentaire de peau 17 qui sont confondues. Les faces rhombiques 16 et les poutres de peau 14 confondues entre deux motifs élémentaires de peau 12 et/ou 13 adjacents sont partagées entre ces deux motifs élémentaires de peau 12 et/ou 13, c’est-à-dire qu’elles appartiennent à chacun de ces deux motifs élémentaires de peau 12 et/ou 13.
Comme cela est illustré aux figures 6A et 6B, dans le cas où les motifs élémentaires du treillis de peau 11, destinés à être en mis en contact avec une surface plane, sont des motifs élémentaires de peau 13 de type octaédrique tronqué modifié, alors la surface de contact 19 du treillis de peau 11 est composée uniquement des poutres de peau 14 formant les faces rhombiques 16 en superficie. Contrairement au treillis de peau 11 illustré aux figures 4A et 4B, il n’y a pas de poutre de liaison 18 sur la superficie du treillis de peau 11 destinée être en contact avec une surface plane. Ainsi, la surface de contact 19 du treillis de peau 11 des figures 6A et 6B ne comprend pas de pointe. Cela permet d’améliorer la sensation de confort d’un utilisateur, s’appuyant sur une structure architecturée en treillis 10 comportant un treillis de corps 1 et le treillis de peau 11 recouvrant le treillis de corps 1, sans pour autant diminuer de manière conséquente la superficie de la surface de contact 19.
De manière avantageuse, des pastilles planes 21 peuvent être portées sur les faces rhombiques 16 des motifs élémentaires de peau 13 en superficie de la structure architecturée en treillis 10. Un tel mode de réalisation est illustré à la . Ces pastilles planes 21 permettent d’augmenter significativement la superficie de la surface de contact 19 de la structure architecturée en treillis 10 sans modifier de manière conséquente les propriétés mécaniques de ladite structure architecturée en treillis 10. Le confort procuré par une telle structure mécanique est ainsi amélioré.
De manière alternative, une housse textile, par exemple en un tissu, ou en un cuir, par exemple en Alcantara, peut être portée par les faces rhombiques 16 des motifs élémentaires de peau 13 en superficie de la structure architecturée en treillis 10.
La structure architecturée en treillis 10 peut être fabriquée par fabrication additive, par exemple sur lit de poudre, par exemple par frittage laser sur lit de poudre. La poudre peut être un polymère. Le cas échéant, la housse peut être montée sur la structure architecturée en treillis 10 après le dépoudrage de cette dernière. Ainsi, la housse n’entrave pas l’accessibilité de la structure architecturée en treillis 10 pour son dépoudrage.
Les inventeurs ont fabriqué par fabrication additive une pièce, illustrée à la , comportant une structure architecturée en treillis 10 selon l’invention. La structure architecturée en treillis 10 est monolithique et en polyuréthane thermoplastique (TPU). La structure architecturée en treillis 10 comporte un treillis de corps 1 et un treillis de peau 11 recouvrant le treillis de corps 1.
Le treillis de corps 1 comprend une pluralité de motifs élémentaires de corps 2 répétés périodiquement dans l’espace et en contact les uns avec les autres. Les motifs élémentaires de corps 2 sont de type dodécaédrique rhombique avec leur cellule élémentaire de corps 8 de forme cubique avec des côtés de 20 mm, et, avec leurs brins de corps 3 et leurs brins de liaison 7 présentant un diamètre égal à 1,1 mm.
Le treillis de peau 11 comprend une unique strate comportant une pluralité de motifs élémentaires de peau 12 répétés périodiquement dans un plan et en contact les uns avec les autres. Les motifs élémentaires de peau 12 sont de type octaédrique tronqué simple avec leur cellule élémentaire de peau 17 de base carrée de 20 mm de côté et de hauteur égale 7 mm, les bases correspondant aux faces 20 de la cellule élémentaire de peau 17 circonscrites aux faces rhombiques 16 de l’octaèdre tronqué 15 et la hauteur étant la distance entre ces bases. Les poutres de peau 14 et les poutres de liaison 18 présentent un diamètre égal à 0,8 mm.
Selon un mode de réalisation, la plaque interne des panneaux isolants est équipée de platines métalliques destinées à l’ancrage de la structure modulaire sur les panneaux isolants et/ou à l’ancrage de la membrane étanche sur les panneaux isolants.
Selon un mode de réalisation, le gaz liquéfié est de l’hydrogène.
L’invention fournit également une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une pluralité de parois précitées.
Selon un mode de réalisation, la cuve étanche et thermiquement isolante contient de l’hydrogène liquéfié.
La cuve peut être réalisée selon différentes techniques, notamment sous la forme d’une cuve intégrée à membranes. Par exemple, la cuve est une cuve polyédrique.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve étanche et thermiquement isolante installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante du navire.
La est une vue en coupe, agrandie de la zone III de la .
La est une vue en perspective d’une plaque d’une structure modulaire selon un mode de réalisation.
La est une vue en perspective d’une structure modulaire formée par quatre plaques liées entre elles selon le mode de réalisation de la .
Le fonctionnement d’une structure élémentaire de stockage S1 résistive nécessite la formation d’un filament conducteur à travers au moins une partie de la couche centrale C2, isolante électriquement.
Initialement, le structure élémentaire de stockage S1 est une structure de type MIM (métal, isolant, métal) présentant une résistance infinie entre les deux électrodes EL1 et EL2. D’abord, il faut former le filament F à travers au moins une partie du volume de la couche centrale C2. La formation du filament permet d’obtenir une résistance variable en modulant la longueur l du filament conducteur formé. Pour former le filament, on applique une tension électrique positive de formation sur l’électrode supérieure EL1. La tension électrique de formation présente une amplitude et/ou une durée suffisamment élevée afin d’entrainer la génération de lacunes d’oxygène dans la couche centrale C2. En effet, la tension électrique de formation appliquée doit dépasser une valeur prédéterminée de manière à arracher des ions oxygène du réseau cristallin de la couche centrale en oxyde métallique. Les ions vont merger vers l’électrode supérieure EL2 pour former un filament conducteur F à travers la couche centrale constitué des lacunes d’oxygène.
Une fois le filament conducteur F formé, on obtient le comportement d’élément résistif à une résistance variable R selon la longueur du filament conducteur F. Lorsque le potentiel électrique de l‘électrode supérieure V EL1 est inférieur à celui de l’électrode inférieure V EL2, la structure élémentaire de stockage S1 voit une tension V reset négative à ses bornes. Dans ce cas, des ions oxygène vont venir combler une partie des lacunes d’oxygène formant le filament conducteur. Il en résulte une réduction de la longueur du filament conducteur. Ainsi, la résistance de l’élément résistif augmente. On parle d’un état résistif haut et d’une opération d’écriture de type RESET. Inversement, lorsque le potentiel électrique de l‘électrode supérieure V EL1 est supérieur à celui de l’électrode inférieure V EL2, la structure élémentaire de stockage S1 voit une tension V set positive à ses bornes. La longueur du filament conducteur F s’accroît par le même mécanisme décrit pour l’opération de formation du fil. Ainsi, la résistance de l’élément résistif diminue. On parle d’un état résistif bas et d’une opération d’écriture de type SET.
On choisit la convention suivante à titre d’exemple : lorsque la structure élémentaire de stockage S1 est configurée pour stocker une donnée binaire à l’état logique haut (x= 1) elle est à un état résistif bas. Inversement, lorsque la structure élémentaire de stockage S1 est configurée pour stocker une donnée binaire à l’état logique bas (x= 0) elle est à un état résistif haut. Une convention inverse est aussi possible.
La illustre un schéma électrique d’une cellule mémoire CM selon l’invention. La cellule mémoire CM comprend une structure mémoire S1 et un transistor de sélection T1. La cellule mémoire CM comprend en outre un nœud de sélection WL, un premier nœud d’entrée/sortie SL et un second nœud d’entrée/sortie BL. L’électrode supérieure EL1 de la structure de stockage S1 est connectée au second nœud d’entrée/sortie BL de la cellule mémoire CM. Le nœud de sélection WL est destiné à recevoir un signal de sélection VWL. La grille du transistor de sélection T1 est connectée au nœud de sélection WL. Le transistor de sélection T1 est monté de manière à relier l’électrode inférieure EL2 au premier nœud d’entrée/sortie SL. Ainsi, la cellule mémoire CM ne peut être écrite en SET ou en RESET que lorsque le transistor T1 est à l’état passant. De plus, le transistor T1 permet de limiter le courant passant à travers la structure de stockage S1 lors d’une opération de SET. La limitation de courant protège la structure S1 du risque de destruction structurelle interne due à la présence de courants forts potentiels lors de la transition d’un état résistif haut à un état résistif bas.
D’une manière générale, l’invention concerne un circuit de stockage de donnée 1 de type NOR comprenant une structure mémoire tridimensionnelle 10, un circuit de contrôle 20 et une structure d’interconnexion 30. La structure mémoire tridimensionnelle 10 est destinée à stocker des données dans les cellules mémoires CM qui la composent. Le circuit de contrôle 20 est configuré pour appliquer des tensions de commande VBL, VSL et VWL sur les nœuds de chaque cellule mémoire. La structure d’interconnexion 3 est destinée à connecter le circuit de contrôle 20 à la structure mémoire tridimensionnelle 10 de manière à propager les signaux de contrôle associés à chacune des cellules mémoire CM.
Afin d’exposer clairement l’invention, nous allons commencer par décrire la structure mémoire tridimensionnelle 10. La illustre un schéma électrique de la structure mémoire tridimensionnelle utilisée dans le circuit de stockage selon l’invention.
La structure mémoire tridimensionnelle 10 comprend une pluralité de plans mémoire successifs P i de rangs i de 1 à N, avec N un entier naturel supérieur à 1. Les plans mémoire P i s’étendent parallèlement au plan géométrique (X,Y) dans un référentiel orthonormé (X,Y,Z). Chaque plan mémoire forme une matrice bidimensionnelle de cellules mémoire CM. Chaque matrice comprend M lignes L j et K colonnes C k . A titre d’exemple illustratif, le nombre de lignes par matrice est égal à 3.