INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente une variante du procédé de la .
Dans cette variante, l’installation 1 comporte une torche 3 avec une électrode 4 fusible, par exemple une torche 3 de soudure MIG.
L’électrode 4 est ici formée par le premier fil 11, formant ainsi un fil-électrode.
De plus, le matériau de deuxième fil 14 comporte par exemple un matériau différent de celui du premier fil 11.
Sur la , une première couche 42 a été réalisée sur un substrat 40 et une deuxième couche 55 est en cours de réalisation sur la première couche 42.
La représente, de manière schématique et partielle, un exemple d’outillage de conformation selon l’invention contenant la préforme avant la consolidation.
La représente, de manière schématique et partielle, l’outillage de conformation contenant la préforme consolidée dans lequel les blocs de conformation ont subi un retrait volumique suite à la consolidation.
Une texture fibreuse est initialement fabriquée en mettant en œuvre une ou plusieurs opérations textiles, par exemple par tissage tridimensionnel, de manière connue en soi (étape E10). La texture peut être formée de fils céramiques, par exemple en carbure de silicium, ou en carbone. La texture est destinée à former le renfort fibreux de la pièce en matériau composite à obtenir. La texture fibreuse est ensuite mise en forme dans un outillage de conformation de sorte à obtenir une préforme fibreuse qui a la forme de la pièce à obtenir (étape E20). La représente un exemple d’outillage 1 de conformation selon l’invention adapté à la mise en forme d’une texture fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’une aube de turbine pour turbomachine aéronautique, étant entendu que l’invention n’est pas limitée à cette application. L’outillage 1 comprend un cadre 3, typiquement en graphite, qui positionne et maintient une pluralité de blocs 10 de conformation lesquels définissent un moule pour la texture. La texture est positionnée à l’intérieur d’un volume défini par les blocs 10 de sorte à être maintenue en forme par ces derniers et obtenir la préforme 12 qui a la forme de la pièce à obtenir. Les blocs 10 viennent en appui sur la préforme 12, celle-ci étant située entre ces derniers. Les blocs 10 peuvent également réaliser le compactage de la préforme 12 à une épaisseur cible selon la zone considérée de sorte à garantir l’obtention du taux de fibres souhaité. Dans l’exemple illustré, les blocs 10 définissent la forme d’une surface externe de la préforme 12, en particulier d’un profil PA aérodynamique de la pièce à obtenir, ainsi que d’une portion PF de fixation. Le cadre 3 ainsi que les blocs 10 présentent des orifices d’alimentation en gaz (non représentés) au travers desquels une phase gazeuse, comprenant un ou plusieurs précurseurs d’une phase de consolidation, est destinée à s’écouler pour atteindre la préforme 12 et déposer de la matière dans sa porosité. Le cadre 3 et les blocs 10 présentent un degré de perméabilité adapté à assurer la diffusion des gaz et la bonne consolidation de la pièce. Ce degré de perméabilité est déterminé par l’homme du métier en fonction de l’application envisagée. Les orifices d’alimentation en gaz peuvent être formés par usinage, ou par focalisation d’un faisceau énergétique. Les blocs 10 peuvent être obtenus par différentes techniques, comme le moulage par injection de poudre. Une formation des blocs 10 par fabrication additive peut également être envisagée pour la réalisation de motifs d’ouverture complexes. Le cadre 3 et les blocs 10 sont maintenus en place par une pluralité d’éléments de verrouillage (non représentés) permettant la fermeture de l’outillage 1 et assurant le maintien de la préforme 12 avant mise en place dans le four de CVI. L’homme du métier reconnaîtra que d’autres arrangements que celui illustré aux figures 2 et 3 sont possibles en fonction de la géométrie de la pièce à obtenir.
L’outillage 1 est remarquable en ce que les blocs 10 ont une composition particulière qui leur permet de présenter une stabilité dimensionnelle lors de la première étape de consolidation par du nitrure de bore par CVI à une température inférieure à 900°C (étape E30), et une réduction de leurs dimensions durant la deuxième étape de consolidation par du carbure de silicium par CVI sous atmosphère réductrice et à plus haute température par exemple supérieure ou égale à 1000°C (étape E40). Plus particulièrement, les blocs 10 comprennent une fraction massique significative de silice, à raison d’au moins 30% en masse, de préférence à raison d’au moins 70% en masse, par exemple à raison d’au moins 85% en masse. Sauf mention contraire, la composition des blocs 10 est prise avant la mise en contact avec l’atmosphère réductrice imposée lors de la deuxième étape de consolidation (étape E40). Quel que soit le mode de réalisation considéré, les blocs 10 peuvent comprendre de la silice dans les proportions indiquées ci-avant et de l’alumine à raison d’au plus 15% en masse, par exemple à raison d’au plus 5% en masse. A titre d’exemple, on peut utiliser des blocs 10 formés d’un mélange de silice présente à raison de 90% en masse, et d’alumine présente à raison de 10% en masse. Selon une variante, les blocs 10 peuvent être sensiblement dépourvus d’alumine, et par exemple être constitués essentiellement par de la silice. On peut encore mettre en œuvre des blocs 10 ayant une teneur en alumine supérieure par exemple composés de 30% en masse de silice et de 70% en masse d’alumine. Les blocs 10 ne sont pas nécessairement de composition binaire et l’on peut également utiliser des blocs 10 de composition ternaire par exemple ayant la composition suivante : silice à raison de 50% à 96% en masse, zircon à raison de 1% à 30% en masse et alumine à raison de 1% à 5% en masse.
L’outillage 1 maintenant la préforme 12 à la forme souhaitée est placé dans un four d’infiltration chimique en phase vapeur pour réalisation successive de la première étape de consolidation (étape E30) et de la deuxième étape de consolidation (étape E40). Ces deux étapes vont à présent être décrites.
La consolidation permet d’obtenir une préforme, dite consolidée, qui peut être manipulée en conservant sa forme sans assistance de l’outillage de conformation. La consolidation est une technique connue en soi. La première étape de consolidation (étape E30) peut être réalisée par dépôt de nitrure de bore dans une porosité de la préforme 12. Le nitrure de bore a une fonction de défragilisation du matériau composite qui favorise la déviation de fissures éventuelles qui se sont propagées dans la matrice, empêchant ou retardant la rupture de fils par de telles fissures. Les conditions mises en œuvre durant cette étape sont connues en soi. On peut ainsi former une consolidation de nitrure de bore à partir d’un mélange de trichlorure de bore (BCl 3 ) et d’ammoniac (NH 3 ), par exemple dans une atmosphère neutre, comprenant par exemple du diazote ou de l’argon ou encore dans du dihydrogène. On peut également uniquement utiliser le mélange de trichlorure de bore et d’ammoniac sans gaz diluant. La température durant la formation du nitrure de bore peut être limitée, typiquement inférieure ou égale à 900°C, par exemple comprise entre 650°C et 900°C ou entre 650°C et 800°C. Les dimensions des blocs 10 et du cadre 3 ne sont pas modifiées durant la première étape de consolidation E30, ce qui permet de maintenir le dimensionnel de la préforme 12 imposé par l’outillage 1 lors de cette étape E30. La première étape de consolidation lie de façon suffisante les fils de la préforme 12 pour que celle-ci conserve sa forme et ses dimensions dans l’outillage 1 durant la deuxième étape de consolidation par voie gazeuse par du carbure de silicium (étape E40) et ce malgré la réduction des dimensions des blocs 10 produite durant cette deuxième étape. Ainsi, l’épaisseur de la phase de consolidation de nitrure de bore peut être supérieure ou égale à 50 nm, par exemple comprise entre 50 nm et 600 nm.
Si cela est souhaité, il est possible de procéder après l’étape E30 et avant la deuxième étape de consolidation E40 à un traitement thermique de stabilisation du nitrure de bore à une température supérieure à 1300°C, par exemple comprise entre 1300°C et 1450°C, sous atmosphère neutre. La durée de ce traitement peut être comprise entre 0,25 heure et 4 heures, de préférence encore entre 0,5 heure et 2 heures. Un tel traitement est décrit dans la demande WO 2014049221A1. L'objet de ce traitement est de stabiliser chimiquement le nitrure de bore en provoquant le dégazage d'espèces volatiles issues de la phase gazeuse réactionnelle et présentes dans le dépôt nitrure de bore, et en éliminant la présence de sites actifs sur lesquels de l'oxygène pourrait se greffer si le nitrure de bore venait à être exposé à un environnement oxydant lors de l'utilisation de la pièce en CMC. On ne sort pas du cadre de l’invention si ce traitement de stabilisation est omis.
Le procédé se poursuit par la deuxième étape de consolidation par voie gazeuse par du carbure de silicium (étape E40). Cette étape met en œuvre des conditions opératoires qui sont connues en soi. Elle peut utiliser une phase gazeuse comprenant un précurseur de SiC, comme le méthyltrichlorosilane (MTS), ainsi qu’un gaz réducteur, comme le dihydrogène (H 2 ). Une température supérieure ou égale à 1000°C, par exemple comprise entre 1000°C et 1400°C, peut être imposée durant cette étape. Le débit massique de précurseur de SiC introduit dans le four CVI rapporté au volume de la préforme peut être supérieur ou égal à 0,2 kg/h/L (kilogramme par heure de précurseur par litre de préforme), par exemple compris entre 0,2 kg/h/L et 5 kg/h/L. La quantité de gaz réducteur est déterminée en fonction de la quantité de précurseur, le ratio QR/QP pouvant être compris entre 1 et 30, où QR désigne la quantité de gaz réducteur et QP la quantité de précurseur. Durant l’étape E40, la préforme 12 est soumise à une température supérieure à celle imposée durant la première étape E30 de consolidation.
La illustre la contraction volumique des blocs 10 durant l’étape E40. Les blocs 10 subissent, lors de cette étape, une réduction chimique au contact de l’atmosphère réductrice sous l’effet de la température imposée qui conduit à une réduction de leurs dimensions. On obtient une préforme 14 consolidée par une phase de nitrure de bore et par une phase de carbure de silicium, et la contraction volumique des blocs 10 fait apparaître un jeu J entre les blocs 10 et la préforme 14 consolidée qui permet un retrait aisé des blocs 10 et une extraction simple du matériau CMC (étape E50). Le volume des blocs 10 peut diminuer durant la deuxième étape de consolidation (étape E40) d’au moins 0,2%, par exemple d’au moins 0,5%, cette diminution étant par exemple comprise entre 0,2% et 5% ou entre 0,5% et 5%. Le cadre 3 ne subit, quant à lui, aucune variation dimensionnelle durant l’étape E40.
Suite au retrait de la préforme 14 consolidée de l’outillage 1, une densification (étape E60) de celle-ci peut être réalisée en formant une phase de matrice dans sa porosité résiduelle par mise en œuvre de techniques connues en soi. On peut ainsi obtenir une pièce en matériau composite à matrice céramique, par exemple à matrice de carbure de silicium. A titre d’exemple, la densification peut être réalisée par infiltration de silicium à l’état fondu (procédé de « Melt-Infiltration »). Dans ce dernier cas, une poudre est introduite dans la porosité résiduelle de la préforme consolidée, cette poudre pouvant être une poudre de carbone, de céramique par exemple de carbure de silicium, ou un mélange de telles poudres, et une composition métallique à base de silicium à l’état fondu est ensuite infiltrée pour former une matrice SiC ou SiC-Si. L’homme du métier reconnaîtra que d’autres techniques peuvent être mises en œuvre pour la densification, comme par exemple l’infiltration chimique en phase vapeur ou l’infiltration et la pyrolyse de polymère (« Polymer Infiltration and Pyrolysis » ; « PIP »). On peut réaliser une première étape de densification par infiltration chimique en phase vapeur puis une deuxième étape de densification par introduction de poudre et infiltration de silicium à l’état fondu. Quel que soit le mode de réalisation considéré, la pièce obtenue peut avoir une matrice majoritairement en volume en céramique, par exemple intégralement en céramique.
: Procédé de fabrication additive d’objets tridimensionnels La présente invention concerne le domaine de la fabrication additive.
Plus particulièrement, l’invention concerne la fabrication additive par extrusion d’une matière fondue, appelée « fused deposition modeling », d’acronyme FDM en termes anglo-saxons.
Il est connu d’utiliser un extrudeur afin de réaliser un jonc ou fil de matière fondue à partir de filaments en matériau thermoplastique ou composite.
Les paramètres d’impression d’un objet fabriqué selon un procédé de fabrication additive sont généralement déterminés par expérimentations en fonction du matériau choisi et du dispositif de fabrication additive ou imprimante utilisée. Ces paramètres dépendent de caractéristiques mécaniques du dispositif de fabrication additive ainsi que des caractéristiques de l’extrudeur. Les objets de forme complexe peuvent nécessiter plusieurs jeux de paramètres au cours de leur fabrication.
Toutefois, à cause de l’architecture des extrudeurs, le changement de vitesse d’impression est généralement plus rapide que la modification de la température d’extrusion du filament. Une modification de la température impose donc d’arrêter temporairement le procédé de fabrication jusqu’à ce que la température de la buse de l’extrudeur atteigne la nouvelle consigne de température. Un tel arrêt temporaire dans la fabrication de l’objet augmente la durée de fabrication de l’objet, et peut générer des défauts dans la construction de l’objet.
L’armature de support 132 n’est pas fixée à la cheminée 110 à un niveau inférieur de l’armature, mais présente à cet endroit une face inférieure libre.
La structure de support 130 comprend un déflecteur annulaire 134, qui est disposé autour de la cheminée 110 en vis-à-vis de la paroi latérale 113 ajourée.
Le déflecteur annulaire 134 est fixé au niveau de la face inférieure libre de l’armature de support 132, c’est-à-dire à un niveau inférieur de l’armature.
Par exemple, le déflecteur annulaire 134 est fixée au moyen de pattes de fixation 135 à l’armature de support.
L’agencement du déflecteur annulaire 134 est tel qu’il est disposé à l’intérieur du contour parallélépipédique défini par l’armature de support 132. En d’autres termes, l’armature de support 132 entoure le déflecteur annulaire 134.
Ainsi, le déflecteur annulaire 134, qui est ici sensiblement tubulaire de section carrée, possède une hauteur et des côtés inférieurs à la hauteur et aux côtés de l’armature de support 132. Le déflecteur possède cependant un côté supérieur au côté de la section de la cheminée 110.
L’armature de support 132 joue donc un double de rôle de support du déflecteur annulaire 134, sans nécessiter de fixation additionnelle sur la cheminée 110, et de rigidification de la structure de support 130. En effet, l’armature de support 132 forme un squelette soutenant la plaque de support 131 et rigidifiant cette dernière. Ceci permet à la plaque de support 132 de supporter une masse conséquente, formée par le panneau photovoltaïque 140 et la batterie 150.
Le fonctionnement électrique du dispositif 100 est le suivant :
Le panneau photovoltaïque 140 est relié électriquement à la batterie 150.
De préférence, le panneau photovoltaïque 140 possède une puissance nominale supérieure à la puissance nominale du ventilateur 120, de manière à pouvoir charger la batterie 150 et alimenter électriquement le ventilateur 120 lorsque la production électrique du panneau photovoltaïque 140 est supérieure à la puissance nominale du ventilateur 120.
Par exemple, le ventilateur 120 est actionné par un moteur de 30W. Le moteur est choisi de manière à permettre l’évacuation de 1000 mètres cubes d’air par heures, à une vitesse de rotation de 2000 tours par minute. En outre, le moteur est tel qu’il support des variations de température entre -20°C et 80°C.
Le panneau photovoltaïque 140 possède par exemple une puissance nominale de 35 à 40W.
Ainsi, il est possible d’alimenter le ventilateur 120 au moyen du panneau photovoltaïque 140, en conditions normales, tout en chargeant la batterie 150.
De plus, afin de commander l’ensemble de composant électriques du dispositif 100, ce dernier comprend également une unité de commande (non représentée).
L’unité de commande est par exemple fixée à la plaque de support 131, au niveau de la batterie 150.
L’unité de commande est reliée électriquement à la batterie 150 et au moteur du ventilateur 120.
Dans un mode de réalisation alternatif, illustré notamment par les figures 5 à 7, la languette élastique 1511, 1521 ne présente pas de zone d’appui 1513. 1523. Un appui soutenu exercé par un usager sur l’extrémité 110 de la tablette 1, dirigé vers le bas, et selon une direction perpendiculaire à la surface de dépose permet de réduire l’effort exercé par la zone 1512, 1522 sur la structure de fixation, et ainsi de désengager la tablette 1 de la structure de fixation.
Un troisième mode de montage de la tablette 1 sur une structure de siège 70 est décrit en référence aux figures 18 à 25. Le troisième mode de montage est mis en œuvre par une ou plusieurs liaisons entre la tablette 1 et chacune des pièces de liaison 72, 73 de la structure de siège 70.
Le troisième mode de montage permet de placer la tablette selon trois positions distinctes P18, P20, P24.
Selon une première position P18 représentée par les figures 18 et 19, les ergots 141, 142 de la tablette 1 sont placés dans la première gouttière 726, 736. Dans cette position de la tablette 1, les clips mâles 151,152 sont à l’extérieur des clips femelles 721, 731, et ne bloquent pas le mouvement de rotation de la tablette 1 autour de l’axe 10.
Ainsi, selon la position P18, les deux ergots 141, 142 de la tablette 1 collaborent avec la première gouttière 726, 736 pour permettre un mouvement de rotation de la tablette 1 autour d’un axe 10 contenu dans un plan parallèle au premier plan 11, 12.
Pour placer la tablette 1 dans la première position P18, on la présente horizontalement face aux pièces de liaison 72, 73, puis on exerce un effort sur la tablette 1 selon une direction opposée à l’axe X1 jusqu’à ce que les ergots 141, 142 se placent dans les premières gouttières 726, 736. Pour démonter la tablette 1 alors qu’elle est placée dans la position P18, on exerce un effort sur la tablette 1 selon la direction de l’axe X1.
En remarque, la position P18 de la tablette 1 est une position transitoire de la tablette avant un montage, un démontage ou un rangement de la tablette 1.
Lors du montage de la tablette 1 sur une structure de siège 70, la première position P18 est suivie d’une deuxième position P20 représentée par les figures 20 à 23. La est une vue en perspective de la tablette selon la deuxième position P20. La est une coupe de la tablette 1 et d’une structure de fixation d’un siège 70, le plan de coupe coupant un ergot 141 selon un plan longitudinal perpendiculaire à la première face 11 de la tablette. La est une coupe de la tablette 1 et d’une structure de fixation d’un siège 70, le plan de coupe coupant un clip mâle 151, 152 selon un plan longitudinal perpendiculaire à la première face 11 de la tablette.
La montre, par comparaison avec la , que la tablette 1 a été insérée plus profondément dans la structure de fixation 72, 73, puisque les ergots 141, 142 ne sont plus visibles. Comme le montre la , les ergots 141, 142 de la tablette 1 sont maintenant placés dans la deuxième gouttière 727, 737 qui forme un volume de dégagement pour un ergot 141, 142, aucune contrainte n’étant alors exercée sur l’ergot 141, 142.
Comme cela est illustré par les figures 22 et 23, lorsque la tablette est dans la deuxième position P20, la liaison entre la tablette et la structure de siège 70 est mise en œuvre par une liaison réalisée entre un clip mâle 151, 152 de la tablette 1 et un clip femelle 721, 731 de la pièce de liaison 72, 73 de la structure de siège 70.
Pour déplacer la tablette 1 de la position P18 à la position P20, on exerce un effort sur la tablette 1 selon une direction opposée à l’axe X1 jusqu’à ce que les clips mâles 151, 152 s’assemblent aux clips femelles 721, 731.
Ainsi, selon la deuxième position P20, les clips mâles 151, 152 de la tablette 1 collaborent avec le clip femelle 721 de la pièce de liaison 72 et le clip femelle 731 de la pièce de liaison 73 pour fixer le premier plan 11 dans une position P20 sensiblement horizontale.
De plus les figures 22 et 23 montrent une languette élastique 1511, 1521 d’un clip mâle 151, 152 de la tablette 1 collaborant avec le trou rectangulaire 722, 732 de la pièce de liaison 72, 73 pour maintenir la tablette dans la deuxième position P20.
Ainsi, selon la deuxième position P20, la languette élastique 1511, 1521 de chaque clip mâle 151, 152 collabore avec le trou rectangulaire 722, 732 de chaque pièce de liaison 72, 73 pour s’opposer au démontage de la tablette 1. La position P20 est ainsi maintenue lors de l’utilisation de la tablette 1 comme surface de dépose. Un usager peut alors exercer une force verticale dirigée vers le bas et d’intensité modérée sur la surface de dépose sans que la tablette 1 ne s’extraie de la structure de fixation.
Lorsque la tablette 1 est fixée dans la position P20, son démontage nécessite de réduire l’effort exercé par les zones 1512, 1522 de la languette élastique 1511, 1521 des clips mâles 151, 152 sur les clips femelles 721, 731. A cet effet, lorsque la languette élastique 1511, 1521 présente une zone d’appui 1513, 1523, un usager peut exercer un appui sur la zone d’appui 1513, 1523 pour diminuer ou supprimer l’effort exercé par la zone 1512, 1522, ce qui facilite le démontage de la tablette 1 hors de la structure de fixation. Alternativement, si la languette élastique 1511, 1521 ne présente aucune zone d’appui permettant à un usager d’interagir avec la languette élastique 1511, 1521, un appui soutenu sur l’extrémité 110 de la tablette 1, dirigé vers le bas et selon une direction perpendiculaire à la surface de dépose permet de réduire l’effort exercé par la zone 1512, 1522 sur la structure de fixation, et ainsi de désengager la tablette 1 des clips femelles tout en exerçant un effort de déplacement de la tablette 1 selon la direction X1. La tablette 1 se retrouve alors dans la position 18, puis peut être démontée selon la méthode précédemment décrite.
Lors du rangement de la tablette 1 sur une structure de siège 70, la première position P18 est suivie d’une troisième position P24 représentée par les figures 24 et 25. La est une vue en perspective de la tablette selon la troisième position P24. La est une vue en coupe de la tablette 1 et d’une structure de fixation d’un siège 70, le plan de coupe coupant une languette flexible 728, 738 disposée sur un volume inférieur 725, 735 de la pièce de liaison 72, 73.
Dans chaque cellule, l’élément de stockage d’énergie 14 est relié en série avec un interrupteur commandable 20 d’isolement de l’élément de stockage d’énergie 14. En outre, la cellule comporte un interrupteur commandable 22 de shunt relié en parallèle de l’ensemble formé de l’élément de stockage 14 et de l’interrupteur d’isolement 20.
Les interrupteurs 20 et 22 de chaque cellule sont commandés indépendamment d’une cellule à l’autre en étant reliés à une unité de commande 25.
Les interrupteurs d’isolement 20 et de shunt 22 de chaque cellule sont réliés et/ou commandés de sorte qu’ils soient systématiquement dans des états opposés, c’est-à-dire que lorsque l’interrupteur de shunt 22 est fermé, l’interrupteur d’isolement 20 est ouvert et réciproquement.
Les cellules 12 sont reliées en série pour former l’ensemble de cellules.
La batterie comporte une entrée 30 de charge de la batterie à laquelle est relié l’ensemble de cellules au travers d’un relais 31, d’une bobine 32 et d’un redresseur 34.
Plus précisément, l’entrée 30 comporte deux bornes 30A, 30B propres à recevoir une tension notée V in . Le relais 31, la bobine 32 et l’entrée du redresseur 34 sont reliés en série entre les bornes 30A et 30B. La bobine 32 a un inductance comprise entre 1 µH et 1 mH.