INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’obturateur à aiguille permet de réaliser des arrêts nets du débit de matière fondue, sans bavure, et des reprises franches dudit débit. En variante, on pourrait prévoir tout autre système d’obturation associé à chacune des buses, tel que par exemple une soupape.
Dans ce mode de réalisation, après la première production, il n’est plus nécessaire de chauffer le moule. Les coulées successives dans le moule métallique entretiennent le moule chaud. Le procédé de production en série est un procédé relativement économique (limitation des consommations énergétiques). L’épaisseur du moule et la température de préchauffage permettent donc de dissiper suffisamment la chaleur pour solidifier la peau d’alliage, mais assurent aussi de conserver le moule métallique suffisamment chaud pour couler les pièces suivantes sans avoir à réchauffer le moule, par une autorégulation thermique du moule : la chaleur apportée au moule par chaque pièce produite correspond alors substantiellement à la chaleur échangée par le moule avec son milieu extérieur pendant le temps de cycle.
Une autre solution consiste à vidanger le moule directement au-dessus du four de fusion-maintien, permettant ainsi de limiter le refroidissement du métal récupéré encore liquide pour son réemploi, et donc limitant les dépenses énergétiques des moyens de fusion, ces solutions étant non exhaustives.
Toutefois, dans certains cas particuliers de pièces, un dispositif de refroidissement ou de chauffe locale peut aussi être installé sur le moule.
A titre d’exemple, pour la coulée, d’un alliage d’aluminium, un ordre de grandeur de l’épaisseur du moule est donné par la formule de Jander :
Pour dimensionner l’épaisseur de la coque solidifiée de façon plus optimale, un logiciel de simulation numérique de fonderie peut être utilisé (jumeau numérique du procédé de moulage). Garder une empreinte pleine d’alliage en fusion avant la vidange du moule facilite le maintien à une température élevée du moule en service.
Ce procédé permet également une production en continu avec une cadence élevée. La cadence dépend de plusieurs paramètres dont la géométrie de la pièce et ses dimensions, ainsi que de la nature de l’alliage coulé et du matériau du moule.
A titre indicatif, pour des pièces de petite à moyenne taille avec alliage d’aluminium coulé et moule métallique le temps de cycle peut être de quelques secondes à 5 minutes.
Le procédé selon la présente invention est moins onéreux, moins énergivore et moins polluant que les procédés conventionnels. Cela est le résultat de l’absence de noyau dans le procédé de l’invention et de la mise au mille très faible, e.g. proche de 1 :1.
Un autre objet de la présente invention concerne une pièce métallique creuse susceptible d’être obtenue par le procédé tel que défini ci-dessus.
Le présent procédé permet d’obtenir des pièces métalliques creuses très variées. Selon la pièce à produire, l’homme de l’art est en mesure de choisir parmi les différentes options de procédé exposées dans la présente demande.
Les caractéristiques du procédé, à savoir l’absence d’un noyau et la formation d’une coque solidifiée de métal contre la paroi intérieure du moule, confèrent aux pièces métalliques moulées des surfaces extérieures et surtout intérieures de structure spécifique par rapport aux pièces produites par les techniques conventionnelles.
Effectivement, les pièces produites ont une surface extérieure lisse et une surface intérieure cristallographique.
Par « surface extérieure lisse » on entend une surface correspondant à la forme complémentaire de la géométrie de la surface intérieure du moule (empreinte). La surface extérieure de la pièce produite est cependant légèrement diminuée par le retrait linéaire, i.e. la contraction du métal solidifié entre la température du solidus et la température ambiante.
La surface lisse est donc dépourvue d’artifices cristallographiques, n’est pas rugueuse et ne possède pas une topologie accidentée (pas de relief prononcé dû aux cristaux de solidification).
Par « surface intérieure cristallographique » on entend une surface non lisse, rugueuse et présentant un relief chaotique. La topologie de la surface cristallographique présente des reliefs correspondant aux cristaux formés lors de la solidification, e.g. cristaux dendritiques, cristaux polyédriques, cellules eutectiques.
Ainsi, une coque métallique obtenue par le procédé de la présente invention, présente donc en relief sur sa surface intérieure des structures dendritiques, colonnaires et/ou équiaxes, et des facettes eutectiques pour les alliages hypoeutectiques.
1 : surface intérieure cristallographique
2 : surface extérieure lisse en contact avec le moule
e : épaisseur minimale de paroi
t : tolérance géométrique de cylindricité/planéité obtenue à l’intérieur de la pièce moulé
La coulée vidangée offre le grand intérêt de fabriquer des pièces avec une épaisseur e minimale de paroi très faible sans élément moulant interne. En effet, dans les procédés classiques de fonderie, l’utilisation de noyaux internes métalliques, ou en sable ou céramique, permet des tolérances géométriques t relativement faibles ; mais la tension superficielle de l’alliage coulé et sa pression métallostatique ne permettent pas la réalisation de très faibles épaisseurs e avec une coulée par gravité.
Par exemple, pour la réalisation de tubes à section rectangulaire par coulée vidangée (illustration en à droite), la solidification de l’alliage coulé est toujours plus rapide dans les angles qu’au milieu des faces planes.
Les expériences montrent que l’orientation (verticale/horizontale/inclinée) de la face interne de la pièce en phases de remplissage et de vidange du moule, ainsi que les plans d’assemblage du moule (joints thermiques par microlames d’air), jouent aussi un rôle dans la dégradation de la tolérance t géométrique des surfaces intérieures. Lors du moulage par coulée vidangée d’une pièce tubulaire, circulaire ou rectangulaire, la position avec son axe vertical permet d’obtenir la tolérance géométrique de concentricité et de coaxialité ou de parallélisme de la surface intérieure 1 par rapport à la surface extérieure 2 la plus faible, pour un moule à température initiale homogène.
La représente une image d’observation avec microscope optique au cœur de la paroi d’une pièce moulée par coulée vidangée avec l’alliage eutectique AlSi12 (A-S13 dans norme AFNOR) dans un moule métallique.
3 : cristaux primaires polyédriques riches en silicium ;
4 : cristal primaire dendritique riche en aluminium (cristaux équiaxes ici) ;
5 : mélange eutectique (cristaux aciculaires ou lamellaires riches en silicium dans matrice blanche riche en aluminium) formé à la température eutectique de 577°C (solidus de l’alliage AlSi12). Ces cellules eutectiques sont prédominantes dans cet alliage.
La représente des images d’observation au microscope optique de la surface lisse extérieure (indiquée « 2 » sur les micrographies) d’une pièce moulée par coulée vidangée gravitaire avec l’alliage AlSi12 (A-S13) dans un moule métallique (à gauche emploi d’un moule en fonte grise à graphite lamellaire à température initiale de 450°C, et à droite utilisation d’un moule en alliage d’aluminium AlSi7Mg à température initiale de 160°C). Les phases en présence sont plus fines sur la micrographie de droite car la vitesse de solidification est plus rapide.
5 : mélange eutectique (cristaux aciculaires ou lamellaires riches en silicium dans matrice blanche riche en aluminium) majoritaire dans cet alliage.
La représente des images d’observation au microscope optique de la surface lisse extérieure (indiquée « 2 » sur la micrographie) d’un échangeur thermique tubulaire (échantillons présentés en figures 1 et 5a, diamètre extérieur = 22mm) réalisé par coulée vidangée gravitaire avec alliage AlSi12 (A-S13, température de coulée = 744°C) dans un moule en acier (température initiale de 195°C, poteyage base graphite appliqué sur l’empreinte).
4 : cristaux primaires dendritiques riches en aluminium orientés (cristaux colonnaires) à partir de la surface extérieure lisse en raison ici du fort gradient de température dans l’alliage coulé au contact avec le moule. Le fond grisé entre ces cristaux dendritiques correspond au mélange eutectique majoritaire dans ce type d’alliage.
La représente des images d’observation au microscope optique de la surface intérieure cristallographique (indiquée « 1 » sur la micrographie) d’une pièce creuse parallélépipédique (dimensions extérieures = 135x60x35 mm³) moulée par coulée vidangée gravitaire dans un moule en fonte (coquille en fonte grise à graphite lamellaire à température initiale de 450°C et revêtue d’un poteyage conducteur thermique, à base de graphite colloïdal, d’épaisseur environ 0,2 mm) avec alliage AlSi12 (A-S13). Echantillon indiqué A sur figures 15, 16 et 17.
Charges non siliciées Comme mentionné ci-dessus, la composition selon l’invention comprend au moins une charge non siliciée.
A titre illustratif de ces charges peuvent être cités le talc, le mica, le kaolin, les particules d’acides aminés N-acylés en C 8 -C 22 , les poudres de poly-β-alanine et de polyéthylène, des acides aminés N-acylés, les amidons modifiés ou non, le nitrure de bore, les billes de cellulose, les copolymères d’acide acrylique, le carbonate de calcium précipité, le carbonate et l’hydro-carbonate de magnésium, l’hydroxyapatite, le sulfate de barium, les poudres de polyuréthane, les charges composites, les microcapsules de verre ou de céramique, et leurs mélanges.
Les acides aminés N-acylés convenant à titre de charge non siliciée selon l’invention comprennent un groupe acyle ayant de 8 à 22 atomes de carbones, en particulier un groupe 2- éthyl hexanoyle, caproyle, lauroyle, myristoyle, palmitoyle, stéaroyle ou cocoyle, de préférence lauroyle.
Selon un mode de réalisation préféré, les particules d’acides aminés N-acylés en C8-C22 sont des particules de lauroyl-lysine. A titre d’exemple, peut être citée la poudre de lauroyl lysine commercialisée sous la dénomination AMIHOPE LL® (taille moyenne 11,7 pm) par la société AJINOMOTO.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la charge non siliciée convenant à l’invention est choisie parmi la lauroyl lysine, le nitrure de bore, les billes de cellulose, et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré la charge non siliciée est la lauroyl lysine, les billes de cellulose, et leurs mélanges.
La lauroyl-lysine est notamment commercialisée sous la dénomination AMIHOPE LL ® par la Société Ajinomoto ou sous la dénomination Corum 5105 S par la société Corum.
Selon un mode de réalisation particulier, la ou les charges non-siliciées peuvent être présentes dans la composition selon l’invention en une teneur allant de 0,1 % à 15% en poids, notamment de 0,2 % à 10 % en poids, en particulier de 0,4 % à 8,0 % en poids, de préférence allant de 0,4 % à 5,0 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Phase huileuse La composition selon l’invention comprend une phase huileuse. La proportion de la phase huileuse de l’émulsion peut aller par exemple de 0,1 % à 50 % en poids, de préférence de 1 % à 30 % en poids, et encore plus préférentiellement de 2 % à 20 % en poids et encore mieux de 4 % à 15 % en poids.
Dans l’exemple qui va suivre, le substrat est un substrat en PI de 50µm d’épaisseur. Sur ce substrat, un empilement comprenant une alternance de couches à base de PEDOT :PSS pour former les électrodes et de couches P(VDF-TRFE) ou à base de P(VDF-TRFE) pour former le matériau piézoélectrique a été déposé. L’empilement comprend 5 couches de P(VDF-TRFE).
Les électrodes sont formées à partir d’un mélange comprenant :
- au moins 70% massique de PEDOT :PSS,
- de 2 à 5% massique de (3-Glycidyloxypropyl)triméthoxysilane,
- de 2 à 10% massique de methylphosphonate de sodium 3-(Trihydroxysilyl)propyl,
- 1% massique de sorbitan,
- 1% massique de 2,2,3,3,3-Pentafluoro-1-propanol.
L’électrode inférieure 100 est déposée par sérigraphie puis est soumise à deux traitements thermiques : un premier recuit à 60°C pendant 5 min et un deuxième recuit à 150°C pendant 20 minutes.
La couche piézoélectrique en P(VDF-TRFE) est déposée par sérigraphie, puis elle est soumise à un traitement thermique (recuit à 150°C pendant 5 minutes).
L’électrode supérieure 200 est déposée par sérigraphie puis est soumise à deux traitements thermiques : un premier recuit à 60°C pendant 5 min et un deuxième recuit à 150°C pendant 20 minutes.
Ces séquences technologiques sont répétées pour chaque étage.
L’empilement obtenu a été caractérisé. Il ne présente pas de trou ni de plis (figures 5A et 5B). Il a une épaisseur d’environ 50µm ( ).
Un tel évasement longitudinal de la poignée 2 est particulièrement avantageux puisqu’il participe au maintien du couteau dans la main lors de son utilisation. En particulier, lorsque l’utilisateur vient couper un aliment avec un mouvement de translation selon la direction longitudinale L, alors l’évasement longitudinal vient empêcher la main de glisser par rapport à la poignée, notamment pour une translation arrière, c'est-à-dire dans le sens de la lame vers la poignée.
En outre, l’évasement longitudinal particulier qui est proposé garantit à l’utilisateur un confort de prise en main du couteau. La sensation de la main de l’utilisateur sur la poignée 2 n’est en effet pas perturbée par une géométrie agressive et/ou des éléments complémentaires à la poignée qui auraient pour objectif d’aider au maintien de la main sur la poignée.
Enfin, un tel évasement longitudinal permet de mobiliser l’ensemble des doigts de la main lors de la prise en main du couteau par l’utilisateur, en particulier les doigts destinés à être les plus éloignés de la lame (annulaire, auriculaire), notamment pour le cas où la tranche supérieure de la portion principale de préhension est alignée avec le dos de lame. Par ailleurs, la plus faible force exercée des doigts éloignés est compensée par le fait que la hauteur de poignée soit plus grande (due à l’angle d’évasement longitudinal α), ce qui permet de garantir une prise en main uniforme, quel que soit le doigt considéré.
Selon une conception additionnelle préférée mais non obligatoire, prise seule ou en combinaison avec les autres conceptions proposées, la portion principale de préhension 200 de la poignée 2 a une forme présentant un évasement transversal s’étendant à partir de la portion de jonction 100 et défini par un angle d’évasement transversal β formé entre les deux arêtes de préhension 2233 des flancs de la portion principale de préhension 200 de la poignée 2.
Selon un mode de réalisation, l’élément actif est une membrane.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d’un élément actif selon un mode de réalisation, le procédé comprenant : - la fourniture d’un première structure comprenant un premier substrat surmonté par une première couche destinée à former la couche de maintien, ladite première couche étant surmontée par une deuxième couche destinée à former tout ou partie de la couche intermédiaire, ladite deuxième couche affleurant une première face de la première structure ; - la fourniture d’un deuxième structure comprenant un deuxième substrat surmonté par une première couche de séparation en contact avec une deuxième couche de séparation, la deuxième couche de séparation étant surmontée par une troisième couche destinée à former la couche active, par exemple en incluant la deuxième couche de séparation, la troisième couche affleurant une première face de la deuxième structure ; - l’assemblage de la première face de la première structure à la première face de la deuxième structure ; et - la séparation des première et deuxième couches de séparation.
Selon un mode de réalisation, la troisième couche comprend une couche de matériau piézoélectrique et une couche d’électrode formant une première électrode de la couche active, la deuxième couche de séparation formant une deuxième électrode de la couche active.
Selon un mode de réalisation, la première couche de séparation comprend du dioxyde de silicium ou un nitrure de silicium, et la deuxième couche de séparation comprend un métal, par exemple un métal noble.
Un mode de réalisation prévoit un système électromécanique comprenant un élément actif selon un mode de réalisation, et un support, l’élément actif étant maintenu en au moins un point, par exemple en au moins un bord ou une extrémité, audit support.
Selon un mode de réalisation, le système électromécanique est un microsystème électromécanique.
la est une vue en coupe schématique représentant un exemple d’élément actif sous forme de poutre piézoélectrique au repos ;
la est une vue en coupe schématique représentant la poutre piézoélectrique de la en flexion ;
la est une vue en coupe schématique représentant un élément actif sous forme de poutre piézoélectrique selon un mode de réalisation, au repos ;
la illustre une courbe représentant l’énergie mécanique de sortie d’un élément actif piézoélectrique selon un mode de réalisation en fonction du module de Young de la couche intermédiaire ;
la représente des résultats en termes d’énergie mécanique de sortie d’un élément actif piézoélectrique selon un mode de réalisation en fonction de différentes épaisseurs de la couche intermédiaire et de la couche de maintien ;
la illustre des courbes représentant le déplacement libre de deux éléments actifs piézoélectriques différents, un avec couche intermédiaire et un sans couche intermédiaire, en fonction de la force bloquée ; et
la , la , la , la , la et la sont des vues en coupe représentant des étapes d’un procédé de fabrication d’un élément actif piézoélectrique selon un mode de réalisation.
Un autre objet de la présente invention concerne un assemblage comprenant une, deux ou plusieurs pièces métalliques creuses selon l’invention telle que définie ci-dessus.
Un autre objet de la présente invention concerne un assemblage comprenant une, deux ou plusieurs pièces métalliques creuses telles qu’obtenues selon le procédé ci-dessous ou selon l’invention telle que définie ci-dessus.
A titre d’exemple, un cadre de vélo a été conçu comme exemplifié dans la .
Un autre objet de la présente invention concerne un moule de la pièce métallique creuse selon l’invention telle que définie ci-dessus.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne le moule tel que défini ci-dessus comprenant en outre des moyens de contrôle de la température dudit moule.
Un autre objet de la présente invention est un procédé de fabrication d’une pièce métallique creuse, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes : une étape 1 d’injection d’une masse liquide initiale de métal fondu dans un moule, depuis un contenant comprenant ledit métal fondu, pour obtenir un moule comprenant du métal fondu ; une étape 2 de solidification partielle dudit métal fondu au sein du moule pendant un temps suffisant pour former une coque métallique solidifiée en contact avec les parois du moule présentant une température inférieure à la température du solidus dudit métal fondu, et maintenir en phase liquide la partie restante de la masse liquide initiale dudit métal fondu contenue à l’intérieur de la coque métallique solidifiée, pour obtenir une partie solide constituée de la coque métallique solidifiée, et une phase liquide constituée de la partie restante de la masse liquide initiale dudit métal fondu ; une étape 3 de soustraction de la susdite phase liquide, ladite étape de soustraction étant effectuée sans basculement du moule ; et une étape 4 de récupération de la pièce métallique creuse sous forme de coque métallique solidifiée,
dans lequel le métal a un point de fusion supérieur à 180°C, en particulier supérieur à 320°C, et dans lequel la pièce métallique creuse est formée en absence de noyau (c’est-à-dire sans élément moulant interne),
en particulier ledit procédé ayant une mise au mille de 1 :1 à 1,2 :1, de préférence d’environ 1:1, en particulier de 1:1. La mise au mille est définie ici comme le rapport entre la masse de la grappe de coulée (masse solidifiée) extraite du moule et la masse de la pièce brute finalisée (c’est-à-dire après coupe des jets résiduels éventuels de coulée et de vidange, et ébavurage si besoin).
La partie creuse de la pièce moulée est obtenue sans utilisation de partie moulante, destructible (noyau en sable par exemple, détruit après moulage) ou permanente (noyau ou broche métallique en général amovible dans le moule). Par ailleurs, la partie creuse, encore appelée « cavité intérieure (en totalité ou partie) de la pièce », est obtenue par la vidange de l’alliage/métal liquide non solidifié à cœur de pièce.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, d’une pièce creuse métallique selon l’invention telle que définie ci-dessus.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce métallique creuse monocoque moulée comprenant :
Le POLYACRYLATE-1 CROSSPOLYMER est le produit de la polymérisation d’un mélange de monomères comprenant : un méthacrylate de di(alkyl en C 1 -C 4 ) amino(alkyle en C 1 -C 6 ), un ou plusieurs esters d'alkyle en C 1 -C 30 et de l’acide (méth)acrylique, un méthacrylate d'alkyle en C 10 -C 30 polyéthoxylé (20-25 moles de motif oxyde d'éthylène), un allyl éther de polyéthylèneglycol/polypropylèneglycol 30/5, un méthacrylate d’hydroxy(alkyle en C 2 -C 6 ), et un diméthacrylate d'éthylèneglycol.
Selon un premier agencement possible des gorges 400, chaque gorge 400 de la pluralité de gorges a, dans le sens allant de la gorge de référence 410 vers l’extrémité libre de la poignée 2, un angle de gorge γ supérieur à l’angle de gorge γ des gorges précédentes. En d’autres termes, plus une gorge 400 est éloignée de la gorge de référence 410 dans le sens allant vers l’extrémité libre de la poignée 2, plus l’angle de gorge γ correspondant est grand.
Selon un deuxième agencement possible des gorges 400, l’angle de gorge γ de la pluralité de gorges 400 est d’abord croissant par rapport à l’angle de gorge de référence γR au fur et à mesure de l’éloignement de la gorge correspondant par rapport à la gorge de référence 410, puis décroissant en arrivant vers l’extrémité libre de la poignée 2. Les exemples de poignées des figures 12 à 16 et des figures 17 à 21 correspondent à cet agencement particulier.
L’utilisation de gorges 400 avec les géométrie, orientation et agencement spécifiques proposés est particulièrement avantageuse puisqu’elle permet de renforcer l’adhésion de la main de l’utilisateur sur le couteau, ce qui améliore la prise en main d’une part et facilite la coupe tout en garantissant la sécurité de l’utilisateur, évitant notamment à la main de glisser par rapport à la poignée.
La forme et l’orientation des gorges 400 permet en particulier à la main de bien épouser la forme externe de la poignée, et augmente la surface de contact avec la surface de la main.
L’orientation spécifique des gorges 400 présente en outre l’avantage particulier de créer des zones venant en opposition au mouvement imparti par l’utilisateur avec sa main lors de la découpe d’aliments.
Spécifiquement, les gorges 400 qui sont placés du côté avant de la poignée 2, c'est-à-dire du côté de la lame, ont une orientation sensiblement parallèle à la direction longitudinale L, ou faiblement inclinée par rapport à la direction longitudinale L. Ces gorges 400 permettent ainsi de favoriser la découpe d’aliment par un utilisateur dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale L de la lame. Il est à noter que de telles découpes sont généralement imparties depuis l’avant de la poignée, c'est-à-dire vers la portion de jonction.
En s’éloignant de la lame 1, les gorges 400 font avoir tendance à se redresser pour avoir une inclinaison plus marquée par rapport à la direction longitudinale L, par exemple avec des angles de l’ordre de 25° ou plus, ce qui donne aux gorges 400 correspondantes, à savoir favoriser la découpe d’aliment par un utilisateur dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale L de la lame, mais également dans une direction de translation selon la direction longitudinale L.