INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne le procédé de fabrication tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape 1 d’injection est effectuée par injection sous pression à chambre froide, ladite étape 1 d’injection étant effectuée par injection du métal liquide à l’aide d’un piston ou d’un gaz.
A noter qu’au regard de ces deux modes de réalisation particuliers. Les valeurs des pressions d’injection sont nettement différentes (sous pression à chambre chaude : par gaz 5 à 110 bars et par piston hydraulique 100 à 400 bars ; sous pression à chambre froide : par piston 250 à 5000 bars ; basse pression : 1,5 bars). En général, le plan de joint principal du moule est horizontal en basse pression et vertical en moulage sous pression. En basse pression, le moule peut être en sable ou en métal ; en sous pression le moule est uniquement en métal. La sous pression permet des temps de cycle beaucoup plus courts et une plus grande précision géométrique que la basse pression. L’architecture du dispositif d’injection est aussi assez différente entre ces procédés.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne le procédé de fabrication tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape 4 de démoulage est effectuée par retournement du moule. Le retournement du moule permet à la coque de sortir du moule par gravité. Un exemple de ce mode de réalisation est schématisé dans la Figure 4C.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un organe d’entrainement du support de fabrication apte à entrainer le support de fabrication dans une direction d’avancement.
Selon un mode de réalisation, le système d’actionnement est configuré pour déplacer en translation la rampe de dépose de matière par rapport au support de fabrication selon une direction verticale et/ou la direction longitudinale.
Selon un second aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication additive de tout ou partie d’un objet tridimensionnel sur un support de fabrication par un dispositif de fabrication comprenant au moins une rampe de dépose de matière disposée au-dessus du support de fabrication, s’étendant selon un axe d’extension, ici un axe longitudinal et comprenant une pluralité de buses de dépose de matière par addition pourvue chacune d’au moins un orifice de distribution, dans lequel : - chacune des buses de dépose de matière dépose de la matière extrudée sur le support de fabrication lors d’une séquence de dépose de matière, - des moyens d’obturation associés chacun à une des buses de dépose de matière sont commandés indépendamment les uns des autres pour être déplacés entre une position d’obturation et une pluralité de positions d’ouverture de l’orifice de distribution de chaque buse selon les géométries de l’objet tridimensionnel à fabriquer, et - après chaque séquence de dépose de matière, la rampe de dépose de matière et le support de fabrication ayant un mouvement relatif l’un par rapport à l’autre en translation selon au moins une direction verticale et/ou une direction longitudinale.
Selon un mode de réalisation, pendant chaque séquence de dépose de matière, le support de fabrication est déplacé en translation par rapport à la rampe de dépose de matière selon l’axe transversal entre une position initiale et une position finale et revient à sa position initiale à la fin de chaque séquence de dépose de matière. En variante, on peut également envisager de ne pas revenir à la position initiale pour déposer de la matière sur la couche suivante mais la démarrer à la position finale de la couche précédente et créer la couche en sens inverse. Ceci permet de gagner en temps et ne nécessite pas de temps de retour en position initiale.
Pendant chaque séquence de dépose de matière, chaque buse de dépose de matière dépose de la matière suivant une épaisseur d’au moins une ligne de matière donnée, et l’ensemble des buses de dépose de matière dépose de la matière suivant une première couche correspondant à la largeur de l’objet tridimensionnel à fabriquer, et dans lequel, après chaque séquence de dépose de matière, la rampe de dépose de matière est déplacée en translation par rapport au support de fabrication selon l’axe vertical et chacune des buses de dépose de matière dépose de la matière selon la même ligne de matière donnée, pour former une deuxième couche superposée à la première couche. Ces opérations sont répétées jusqu’à obtenir l’épaisseur souhaitée l’objet tridimensionnel.
Ainsi, une couche entière est réalisée à chaque séquence de dépose de matière.
La rampe de dépose de matière peut être déplacée en translation par rapport au support de fabrication selon l’axe vertical. En variante, la rampe de dépose de matière peut être fixe par rapport au socle du dispositif de fabrication et c’est le support de fabrication qui est déplacé en translation par rapport à la rampe de dépose de matière selon l’axe vertical.
Selon un mode de réalisation, la largeur de la rampe de dépose de matière est inférieure à la largeur de la bande de roulement à fabriquer. Lors de chaque séquence de dépose de matière, chaque buse de dépose de matière dépose de la matière sur une épaisseur selon une ligne de matière donnée. Ladite rampe de dépose de matière est déplacée en translation par rapport au pneumatique axialement le long de l’axe longitudinal de la largeur de ladite rampe après chaque séquence de dépose de matière. Ces opérations sont répétées jusqu’à obtenir la première couche de matière comprenant l’ensemble des lignes de matière.
La rampe de dépose de matière peut être déplacée en translation par rapport au support de fabrication selon l’axe longitudinal. En variante, la rampe de dépose de matière peut être fixe par rapport au socle du dispositif de fabrication et c’est le support de fabrication qui est déplacé en translation par rapport à la rampe de dépose de matière selon l’axe longitudinal.
Ainsi, chaque buse de dépose de matière réalise le dépôt de matière sur plusieurs lignes de matière lors de plusieurs séquences de dépose de matière. Ensuite, le support de fabrication est déplacé en translation par rapport à la rampe de dépose de matière selon l’axe transversal dans sa position initiale et la rampe de dépose de matière est déplacée en translation verticalement par rapport au support de fabrication pour créer la deuxième couche et ainsi de suite jusqu’à obtenir l’épaisseur souhaitée de l’objet tridimensionnel.
Selon une autre variante, on pourrait prévoir que la largeur de la rampe de dépose de matière soit égale ou supérieure à la largeur de l’objet tridimensionnel à fabriquer, mais que la densité de buses de dépose de matière soit réduite afin de réduire les coûts. Dans ce cas, après chaque séquence de dépose de matière, la rampe de dépose de matière est décalée en translation axialement par rapport au support de fabrication le long de l’axe longitudinal de la largeur d’une buse de dépose de matière autant de fois que nécessaire pour réaliser la première couche comprenant l’ensemble des lignes de matière. Là encore, chaque buse de dépose de matière dépose de la matière sur plusieurs lignes de matière lors de plusieurs séquences de dépose de matière.
Selon un autre mode de réalisation, dans lequel largeur de la rampe de dépose de matière est égale à la largeur de l’objet tridimensionnel à fabriquer, lors de chaque séquence de dépose de matière, au moins une des buses de dépose de matière sur une ligne circonférentielle de matière d’une couche entière de matière. Après chaque séquence de dépose de matière, le support de fabrication est déplacé en translation par rapport à la rampe de dépose de matière selon l’axe transversal dans sa position initiale et la rampe de dépose de matière est déplacée uniquement axialement en translation par rapport au support de fabrication le long de l’axe longitudinal d’une ligne de matière. Ces opérations sont répétées jusqu’à ce qu’au moins une des buses de dépose de matière dépose de la matière sur une couche entière de matière comprenant l’ensemble des lignes de matière.
Dans ce cas, lors d’une séquence de dépose de matière, les buses sont actionnées simultanément pour déposer de la matière suivant une ligne de matière sur la ligne de matière inférieure, puis la rampe de dépose de matière est déplacée en translation axialement par rapport au support de fabrication le long de l’axe longitudinal d’une ligne de matière après chaque séquence de dépose de matière, afin que les buses de dépose de matière déposent de la matière suivant la ligne de matière adjacente et ainsi de suite jusqu’à obtenir l’objet tridimensionnel souhaité.
La carcasse 24 est ainsi constituée d’éléments de structure 25 comprenant la membrane radialement intérieure 7, les rayons 8, la membrane radialement intermédiaire 10, les éléments de cisaillement 11 et la membrane radialement extérieure 5.
La présente invention a pour objet un procédé de réalisation de la carcasse 24 d’un pneumatique sans air 1 mettant en œuvre une machine de fabrication additive 20.
La est une vue d’ensemble d’un exemple de machine de fabrication additive 20 mise en œuvre pour réaliser le procédé selon l’invention. La machine de fabrication additive 20 comprend une buse 12, un plateau de fabrication 14, un système de déplacement horizontal 22 dans tout plan circonférentiel XY, et un système de déplacement vertical 23 selon une direction axiale Z, perpendiculaire à tout plan circonférentiel XY.
Le système de déplacement horizontal 22 et le système de déplacement vertical 23 permettent de piloter un déplacement relatif de la buse 12 par rapport au plateau de fabrication 14 afin que ladite buse 12 puisse déposer un matériau d’impression 21 en fusion et sous forme de cordons 13 de préférence continus.
Tout autre type de machine de fabrication additive par déposition d’un cordon 13 d’un matériau d’impression 21 malléable convient, comme, par exemple, des machines dans lesquelles le déplacement relatif de la buse 12 par rapport au plateau de fabrication 14 est réalisé par le déplacement dudit plateau de fabrication 14.
Selon une première étape du procédé de l’invention, une première couche de la carcasse 24, s’étendant selon la direction axiale Z, va être réalisée par le dépôt d’un matériau d’impression 21 sur le plateau de fabrication 14 par la buse 12, pour former, dans un ordre quelconque, des cordons (C1, C2, C3, C4, C5).
Tel que cela est visible sur les figures 3 et 5, la buse 12 va déposer : -un cordon de membrane radialement intérieure C1, destiné à la fabrication de la membrane radialement intérieure 7 de la carcasse 24 et ayant une première largeur R1, -un cordon de membrane radialement intermédiaire C2, destiné à la fabrication de la membrane radialement intermédiaire 10 de la carcasse 24 et ayant une deuxième largeur R2, -un cordon de membrane radialement extérieure C3, destiné à la fabrication de la membrane radialement extérieure 5 de la carcasse 24 et ayant une troisième largeur R3, -une pluralité de cordons de rayons C4, destinés à la fabrication de la pluralité de rayons 8 reliant la membrane radialement intérieure 7 à la membrane radialement intermédiaire 10, et chacun desdits cordons de rayons C4 ayant une quatrième largeur R4, -une pluralité de cordons d’éléments de cisaillement C5, destinés à la fabrication de la pluralité d’éléments de cisaillement 11 reliant la membrane radialement intermédiaire 10 à la membrane radialement extérieure 5, et chacun desdits cordons d’éléments de cisaillement ayant une cinquième largeur R5.
Tel que cela est illustré sur la , chacun des cordons de rayons C4 a au moins une première zone interpénétrée Z1 avec les cordons de membrane radialement intérieure C1, ladite première zone interpénétrée Z1 ayant une première longueur d’arc L1 et, suivant une direction radiale, une première épaisseur maximum E1.
Comme le montre la , chacun des cordons de rayons C4 a également au moins une deuxième zone interpénétrée Z2 avec les cordons de membrane radialement intermédiaire C2, ladite deuxième zone interpénétrée Z2 ayant une deuxième longueur d’arc L2 et, suivant une direction radiale, une deuxième épaisseur maximum E2.
Tel que cela est visible sur la , chacun des cordons d’éléments de cisaillement C5 a au moins une troisième zone interpénétrée Z3 avec les cordons de membrane radialement intermédiaire C2, ladite troisième zone interpénétrée Z3 ayant une troisième longueur d’arc L3 et, suivant une direction radiale, une troisième épaisseur maximum E3.
Comme cela est visible sur la , chacun des cordons d’éléments de cisaillement C5 a également au moins une quatrième zone interpénétrée Z4 avec les cordons de membrane radialement extérieure C3, ladite quatrième zone interpénétrée Z4 ayant une quatrième longueur d’arc L4 et, suivant une direction radiale, une quatrième épaisseur maximum E4.
Selon le procédé de l’invention, la buse 12 va ensuite réaliser au moins une couche supplémentaire suivant l’étape a, les cordons (C1, C2, C3, C4, C5) de la au moins une couche supplémentaire étant superposés selon une direction axiale Z aux cordons (C1, C2, C3, C4, C5) de la couche précédente axialement adjacente avec refusion de l’interface entre la couche précédente et la au moins une couche supplémentaire.
Tel que cela est visible sur la , la répétition de l’étape (a) va permettre de réaliser une carcasse 24 monobloc, de hauteur H suivant la direction axiale Z. La hauteur H de la carcasse 24 sera bien évidemment adaptée au type de pneumatique sans air 1 à réaliser et en particulier, ladite hauteur H sera ajustée à la largeur de la bande de roulement 2 du pneumatique sans air 1.
La refusion de l’interface entre deux couches adjacentes permet d’obtenir une liaison très forte entre chaque couche permettant ainsi de fabriquer des carcasses 24 monoblocs avec des résistances mécaniques élevées.
La réalisation de zones d’interpénétration Z1, Z2, Z3 et Z4 lors de la dépose du matériau d’impression 21 permet, d’une part aux rayons 8 d’adhérer parfaitement à la membrane radialement intérieure 7 et à la membrane radialement intermédiaire 10, et d’autre part aux éléments de cisaillement 11 d’adhérer également parfaitement à la membrane radialement intermédiaire 10 et à la membrane radialement extérieure 5.
De préférence A est un radical amino de formule -R 1 -[NR 2 -R 3 -] x NR 2 2 , ou les formes amino protonées dudit radical amino, dans laquelle R1 est -CH 2 CH 2 CH 2 - ou -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -, R 2 sont des atomes d’hydrogène, R 3 est -CH 2 CH 2 -, et x vaut 1.
De préférence, R, identiques ou différents, sont des radicaux alkyles, de préférence des radicaux alkyles en C1-C18, tels que les radicaux méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, 1-n-butyle, 2-n-butyle, isobutyle, tert-butyle, n-pentyle, isopentyle, néopentyle et tert-pentyle, des radicaux hexyles, tels que le radical n-hexyle, des radicaux heptyles, tels que le radical n-heptyle, des radicaux octyles tels que le radical n-octyle et des radicaux isooctyles tels que le radical 2,2,4-triméthylpentyle, des radicaux nonyle tels que les radicaux n-nonyles, des radicaux décyles, tels que le radical n-décyle, des radicaux dodécyles, tels que le radical n-dodécyle, et des radicaux octadécyles, tels que le radical n-octadécyle ; des radicaux alcényles tels que le radical vinyle et allyle ; des radicaux cycloalkyles, tels que les radicaux cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle et méthylcyclohexyle ; des radicaux aryles, tels que le radical phényle, naphtyle, anthryle et phénanthryle ; des radicaux alcaryles, tels que les radicaux o-, m- et p-tolyles, des radicaux xylyles et des radicaux éthylphényles ; et des radicaux aralkyles tels que le radical benzyle et les radicaux a- et b-phényléthyles. Le radical méthyle est préféré entre tous.
Les amino silicones selon l’invention ont un indice d’amine de 2 à 10 mg de KOH par gramme d’amino silicone, de préférence de 3,5 à 8 mg.
Des exemples d’amino silicones utiles dans le mélange de silicone selon l’invention incluent une amino silicone terminée par trialkylsilyle.
De manière préférée entre toutes, les amino silicones sont des copolymères d’aminoéthylaminopropylméthylsiloxane terminé par triméthylsilyle, de manière préférée entre toutes des copolymères d’aminoéthylaminopropylméthylsiloxane terminé par triméthylsilyle-diméthylsiloxane.
Le radical amino A peut être partiellement ou totalement protoné en ajoutant des acides à l’amino silicone, dans lequel les formes salines du radical amino sont obtenues. Des exemples d’acides sont les acides carboxyliques comportant 3 à 18 atomes de carbone qui peuvent être linéaires ou ramifiés, tels que l’acide formique, l’acide acétique, l’acide propionique, l’acide butyrique, l’acide pivalique, l’acide sorbique, l’acide benzoïque, l’acide salicylique. Les acides sont de préférence utilisés en des quantités de 0,1 à 2,0 mol pour 1 mol de radical amino A dans l’amino silicone de formule (X).
Le mélange de silicone comprend de préférence (i) un ou plusieurs dialkylpolysiloxanes terminés par trialkylsilyle ayant une viscosité de 40 000 à moins de 100 000 mPa.s à 25 °C en une quantité de 70 à 90 % en poids, de préférence de 75 à 85 % en poids et (ii) une ou plusieurs amino silicones ayant une viscosité de 1 000 à 15 000 mPa.s à 25 °C et un indice d’amine de 2 à 10 mg de KOH par gramme d’amino silicone, en une quantité de 10 à 30 % en poids, de préférence de 15 à 25 % en poids, par rapport au poids total du mélange de silicone.
mélange d’émulsifiants
L’émulsion huile dans l’eau comprend en outre un ou plusieurs émulsifiants non ioniques. Il pourrait optionnellement comprendre un ou plusieurs tensioactifs cationiques.
On peut mentionner les alcools, les α-diols et les alkylphénols (en C1-20), ces composés étant polyéthoxylés et/ou polypropoxylés et/ou polyglycérolés, le nombre de groupes oxyde d’éthylène et/ou oxyde de propylène allant éventuellement de 1 à 100, et le nombre de groupes glycérol allant éventuellement de 2 à 30 ; ou en variante les composés comprenant au moins une chaîne grasse comprenant de 8 à 30 atomes de carbone et notamment de 16 à 30 atomes de carbone.
B : image de la surface globale précisant la ligne C1 de profilage 2D de l’échantillon
C1 : courbe obtenue de rugosité locale (état de surface), qui permet d’observer : 0,4mm<Rt<0,5mm sur la longueur du profil C1 de 17,74mm.
La représente des images d’analyse avec microscope numérique Keyence de la topographie de la surface intérieure cristallographique d’un luminaire semi-sphérique (de diamètre 52 cm) moulé par coulée vidangée gravitaire avec alliage AlSi12 (A-S13, température de coulée = 700°C) dans un moule métallique (coquille en alliage AlSi7Mg revêtue de poteyage conducteur à base de graphite, température initiale du moule = 160°C). L’échantillon indiqué « C » en correspond également à la surface intérieure cristallographique de cette même pièce moulée.
Analyse de détail (fort grossissement) de la surface numérisée :
Surface locale analysée = 1 x 0,8 mm²
Différence d’altitude entre point le plus bas et point le plus haut = 0,222 mm
Zoom 3 : mise en évidence de deux cristaux primaires polyédriques riches en silicium et d’un nez de cristal primaire dendritique riche en aluminium.
Zoom 5 : mise en évidence des cellules eutectiques majoritaires dans l’alliage AlSi12 (A-S13).
Indication 6 : présence d’une forme localement en contredépouille difficilement numérisable avec le microscope.
La représente une image d’observation au microscope optique de la surface intérieure cristallographique d’une pièce cylindrique (diamètre=205mm, hauteur=180mm) moulée par coulée vidangée gravitaire avec alliage AlSi12 (A-S13) dans un moule en fibres minérales isolantes thermiques (température initiale du moule = 40°C, pas de poteyage). L’échantillon indiqué « B » en figures 15 et 16 correspond également à la surface intérieure cristallographique de cette même pièce moulée.
Mise en évidence de forme en creux présentant localement des contredépouilles, indiquées « 6 » sur la micrographie, difficilement captables par le microscope numérique Keyence.
1 : indication de la surface intérieure cristallographique de la pièce moulée.
3 : cristal primaire polyédrique riche en silicium
4 : bras de cristal primaire dendritique riche en aluminium
5 : cellules eutectiques majoritaires dans l’alliage AlSi12 (A-S13)
La représente une image d’analyse avec microscope numérique Keyence de la topographie de la surface intérieure cristallographique d’une pièce parallélépipédique (135x60x35mm³) moulée par coulée vidangée gravitaire avec alliage AlSi12 (A-S13, température de coulée située entre 650 et720 °C) dans un moule en fonte (coquille en fonte grise à graphite lamellaire, d’épaisseur 10 à 20mm, à température initiale de 450°C, et revêtue d’un poteyage conducteur à base de graphite colloïdal d’épaisseur environ 0,2 mm). L’échantillon indiqué « A » en figures 15 et 16 correspond également à la surface intérieure cristallographique de cette même pièce moulée.
Parmi les gaz utilisables dans l’étape 1 d’injection on peut citer, à titre d’exemple : l’air, l’azote, l’argon. Il est entendu que dans le cas de l’utilisation d’un métal oxydable, tel que les alliages d’aluminium (ou de magnésium), un gaz inerte comme l’azote ou l’argon est préféré afin d’éviter la formation de peaux d’alumine (ou l’inflammation de l’alliage).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de fabrication tel que défini ci-dessus, dans lequel dans l’étape 1 d’injection
la température de la surface de l’empreinte dudit moule de ladite pièce est contrôlée
et/ou la température dans l’épaisseur du moule au voisinage de l’empreinte est contrôlée
et/ou la température initiale du métal coulé est contrôlée
et/ou le temps et la vitesse de remplissage du moule sont contrôlés
et/ou les échanges thermiques entre le susdit métal fondu et la surface de l’empreinte dudit moule sont contrôlés
et/ou la pression métallostatique du susdit métal fondu et sur la surface de l’empreinte dudit moule est contrôlée
afin de contrôler l'épaisseur e de la pièce.
Le contrôle de ces paramètres peut être effectué à titre non limitatif par une cartographie de température, un poteyage ou un revêtement déposé sur l’empreinte, un dispositif de refroidissement du moule.
Avantageusement, ces paramètres peuvent être différents dans certaines parties du moule afin d’obtenir des épaisseurs moyennes différentes dans les domaines de ladite pièce creuse.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de fabrication selon tel que défini ci-dessus, dans lequel avantageusement l’épaisseur e est contrôlée.
Avantageusement de manière non limitative, l’épaisseur e est contrôlée à l’aide d’au moins un des paramètres de contrôle suivants : le temps de maintien de l’alliage liquide dans le moule avant vidange, le temps de coulée, la vitesse de solidification de l’alliage, la nature de l’alliage coulé et sa température la nature du moule (moule en sable, en métal ou en alliage ou en fibres) et sa ou ses températures initiales, l’épaisseur du moule, le volume d’alliage coulé présent localement dans l’empreinte, la nature et l’épaisseur du poteyage (moule métallique), ou de la couche éventuelle (moule en sable), employé à l’ interface moule et alliage/métal coulé, un dispositif éventuel de refroidissement du moule.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de fabrication tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit moule est choisi parmi un moule en sable, un moule métallique, un moule en plâtre ou en céramique, un moule en graphite, un moule en fibres réfractaires plus ou moins conductrices thermiques, ou un moule composé d’une association de ces différents matériaux.
Les évidements dans lesquels sont insérés des aimants permanents sont totalement insérés dans le corps de rotor : en d’autres termes, les aimants sont insérés (enterrés) dans le corps de rotor et ne sont pas positionnés à la surface du corps de rotor. Ainsi, les performances de la machine électrique sont améliorées.