INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La configuration (c) est un aperçu un instant plus tard de la configuration (b), où la vitesse maximale autorisée n’est plus la vitesse optimale qui a été estimée par le poste de contrôle 10. Dans la configuration (c), la vitesse optimale de déplacement est de 90 km/h. Cela a pour conséquence de réduire la distance L1342 entre les deux signaux 1342a et 1342b consécutifs, la consigne ayant évoluée. Les véhicules 200a et 200b sont maintenant séparés d’une distance de sécurité Ds90 de 50 m. Afin d’informer les automobilistes qu’une consigne de vitesse de déplacement, différente de la vitesse réglementaire, est communiquée, les signaux lumineux 1342a et 1342b sont, par exemple, d’une couleur différente à celle des configurations (a) et (b).
- R 5 et R 5 ʻ représentent, indépendamment l'un de l'autre, un groupe méthyle ou éthyle,
- c et c‘ représentent tous les deux le nombre 3 et
- d et dʻ représentent tous les deux le nombre 0.
Lorsque c et c‘ représentent tous les deux le nombre 3 et d et d‘ représentent tous les deux le nombre 0, les composés organiques du silicium selon l'invention correspondent à la formule (S-IIa)
Les symboles e, f, g et h peuvent représenter, indépendamment les uns des autres, le nombre 0 ou 1, au moins un symbole parmi e, f, g et h étant différent de zéro. Les symboles e, f, g et h définissent donc lesquels des groupements -(A) e - et -[NR 7 -(A’)] f - et -[O-(A’’)] g - et -[NR 8 -(A’’’)] h - se trouvent dans la partie centrale du composé organique du silicium de formule (S-II).
Dans ce contexte, la présence de certains groupements s'est avérée particulièrement avantageuse. Des résultats particulièrement bons ont pu être obtenus lorsqu'au moins deux des symboles e, f, g et h représentent le nombre 1. De manière tout particulièrement préférée, e et f représentent tous les deux le nombre 1. En outre, de manière tout particulièrement préférée, g et h représentent tous les deux le nombre 0.
Lorsque e et f représentent tous les deux le nombre 1 et g et h représentent tous les deux le nombre 0, les composés organiques du silicium selon l'invention correspondent à la formule (S-IIb)
Les radicaux A, A‘, A‘‘, A‘‘‘ et A‘‘‘‘ représentent, indépendamment les uns des autres, un groupe C 1 -C 20 -alkylène linéaire ou ramifié, bivalent. De préférence, les radicaux A, A‘, A‘‘, A‘‘‘ et A‘‘‘‘ représentent, indépendamment les uns des autres, un groupe C 1 -C 20 -alkylène linéaire, bivalent. Plus préférablement, les radicaux A, A‘, A‘‘, A‘‘‘ et A‘‘‘‘ représentent, indépendamment les uns des autres, un groupe C 1 -C 6 -alkylène linéaire, bivalent.
Le groupe C 1 -C 20 -alkylène bivalent peut en variante également être appelé un groupe C 1 -C 20 -alkylène divalent ou à deux liaisons, ce qui signifie que chaque groupement A, Aʻ, Aʻʻ, Aʻʻʻ et Aʻʻʻʻ peut participer à deux liaisons.
De manière particulièrement préférée, les radicaux A, A‘, A‘‘, A‘‘‘ et A‘‘‘‘ représentent, indépendamment les uns des autres, un groupe méthylène (-CH 2 -), un groupe éthylène (-CH 2 -CH 2 -), un groupe propylène (-CH 2 -CH 2 -CH 2 -) ou un groupe butylène (-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -). De manière tout particulièrement préférée, les radicaux A, A‘, A‘‘, A‘‘‘ et A‘‘‘‘ représentent un groupe propylène (-CH 2 -CH 2 -CH 2 -).
Lorsque le symbole f représente le nombre 1, alors le composé organique du silicium de formule (S-II) selon l'invention contient un groupement structural -[NR 7 -(A’)]-.
Lorsque le symbole h représente le nombre 1, alors le composé organique du silicium de formule (S-II) selon l'invention contient un groupement structural -[NR 8 -(A’’’)]-.
Les radicaux R 7 et R 8 représentent ici, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène, un groupe C 1 -C 6 -alkyle, un groupe hydroxy-C 1 -C 6 -alkyle, un groupe C 2 -C 6 -alcényle, un groupe amino-C 1 -C 6 -alkyle ou un groupement de formule (S-III)
De manière tout particulièrement préférée, les radicaux R 7 et R 8 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe méthyle, un groupe 2-hydroxyéthyle, un groupe 2-alcényle, un groupe 2-aminoéthyle ou un groupement de formule (S-III).
Pour chaque couche, un racleur étale un lit de poudre métallique d’épaisseur fixée. Ensuite un laser dont le déplacement est piloté vient fondre uniquement la surface correspondant à la coupe de la pièce à construire, en balayant cette surface selon une trajectoire fixée par l’opérateur (voir plus loin). On nomme souvent « lasage » cette partie de l’opération. La poudre fondue se resolidifie après le passage du laser et la surface solide est ainsi créée. Le plateau est alors abaissé de l’épaisseur de la nouvelle couche de poudre qui sera étalée, et le processus est répété jusqu’à ce que la pièce soit complétement réalisée. La puissance, la vitesse et le plan de focalisation du laser sont contrôlés tout au long du processus. Ces paramètres déterminent la largeur et la profondeur de la zone fondue au passage du laser (appelé « cordon de lasage »).
La trajectoire du laser est également fixée par l’opérateur. Cette trajectoire du laser est également nommée schéma, ou chemin, de lasage, schéma de scan ou encore stratégie de vectorisation. Cette trajectoire est prédéfinie lors de la phase de préparation à la fabrication (FAO pour « fabrication assisté par ordinateur »).
L’état du matériau est fortement impacté par les cycles thermiques imposés par le passage du faisceau laser, et les refroidissements, successifs. Ces cycles thermiques peuvent ainsi provoquer différents défauts dans le matériau et la pièce en fabrication : porosité, fissuration, surface non plane, etc.
Des propositions ont été faites pour déterminer le comportement thermique d’une pièce en cours de fabrication, notamment en amont de sa fabrication.
Toutefois, les outils d’évaluation a priori du comportement thermique d’une pièce rencontrent des limites liées aux effets d’échelle associés aux procédés de fabrication additive, et notamment aux procédés de fusion laser sur lit de poudre tels que le procédé LPBF.
Ainsi, il existe des outils numériques capables de simuler finement l’histoire thermique du procédé à l’échelle de quelques cordons, voire à l’échelle d’une couche, avec des temps de calcul associés relativement élevés (de quelques heures à quelques dizaines d’heures par couche et par pièce). Il existe également des outils qui permettent d’estimer en quelques heures les champs de température macroscopiques au cours de la fabrication, mais avec des hypothèses simplificatrices (par exemple source de chaleur homogène à l’échelle d’une couche) qui ne rendent pas compte des effets locaux que l’on souhaite analyser et ne permettent donc pas d’anticiper les anomalies du produit en cours de fabrication avec suffisamment de précision et de finesse.
On peut citer à titre d’exemple la demande de brevet EP3318352 qui décrit une méthode de détection de zones de composants thermiquement critiques.
Celle-ci présente notamment l’inconvénient de se baser sur la description géométrique de la pièce à fabriquer. Lorsque la pièce est volumineuse et complexe, les données descriptives peuvent devenir très lourdes à gérer et engendrer des temps de calcul incompatibles avec les contraintes industrielles. En outre, le fait de se baser sur la description géométrique d’une pièce implique nécessairement que la simulation n’est valable que pour cette pièce et ne peut donc pas prendre correctement en compte les chemins de lasage lorsque plusieurs pièces sont fabriquées simultanément.
Par ailleurs, la stratégie d’apport d’énergie n’est pas considérée (chemin de lasage, présence éventuelle de plusieurs lasers, etc.). La modélisation thermique est donc très macroscopique et ne permet pas une prévision précise et efficiente des anomalies liées au comportement thermique de la pièce, en un temps de modélisation limité permettant une réduction des temps de cycle de modélisation et de fabrication.
À ces fins, selon un premier aspect, la présente invention peut être mise en œuvre par un procédé de détermination du comportement thermique d’une pièce en vue de production par fabrication additive au moyen d’au moins un outil, comportant, pour un ensemble de points d’une trajectoire dudit outil prévue pour ladite production, des étapes mises en œuvre par une unité de traitement d’un dispositif d’optimisation de : détermination de valeurs d’un ensemble de paramètres primaires relatifs à ladite production par fabrication additive ; détermination de valeurs d’un ensemble réduit de paramètres adimensionnés, en fonction des valeurs dudit ensemble de paramètres primaires et d’une fonction de corrélation liant lesdits paramètres adimensionnés ; génération d’une carte thermique pour au moins une couche de ladite pièce, en fonction desdits paramètres adimensionnés, ladite carte thermique étant enregistrée sous format numérique et associant une valeur représentative d’une température auxdits points
L’invention proposée ici n’exploite pas nécessairement le modèle géométrique de la ou des pièces analysées (donnée « lourde »), mais uniquement le ou l’ensemble des fichiers décrivant les trajectoires prises par le ou les outils durant la fabrication (donnée « légère »).
De ce fait, la méthode de calcul intègre fidèlement la séquence de fabrication de la ou des pièces fabriquées sans simplifier le mode de dépôt d’énergie (autrement dit, le mode d’élaboration exact des pièces est pris en compte), et permet de produire des analyses thermiques en des temps de calcul compatibles avec les contraintes industrielles. A titre d’exemple, un calcul de carte thermique représentant les zones de points chauds peut être obtenu en un temps d’environ une seconde par couche de poudre (pour un procédé de fusion laser sur lit de poudre).
Enfin, la méthode de calcul est dite « universelle », c’est-à-dire qu’elle s’adapte de façon auto-consistante aux conditions particulières des pièces analysées.
Suivant des modes de réalisation préférés, l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles : ladite détermination de valeurs d’un ensemble réduit de paramètres adimensionnés comprend la détermination d’un sous-ensemble de paramètres adimensionnés à partir desdits paramètres primaires, et la détermination d’un paramètre adimensionné dépendant d’une élévation de température à partir dudit sous-ensemble et de la fonction de corrélation, ledit paramètre adimensionné dépendant d’une élévation de température étant inclus dans l’ensemble réduit de paramètres adimensionnés ainsi déterminé. ladite fonction de corrélation est estimée en faisant varier des valeurs pour les paramètres primaires dudit ensemble de paramètres primaires et en simulant une élévation de température associée. Lesdits paramètres primaires peuvent notamment être relatifs à ladite trajectoire prévue pour la production, et/ou au matériau utilisation pour cette production, et/ou audit au moins un outil. ledit au moins un outil est au moins un laser et lesdits paramètres primaires comprennent une irradiance dudit au moins un laser et/ou un temps d’exposition cumulé et/ou une durée de lasage et/ou une profondeur de matière dense et/ou une profondeur équivalente et/ou une conductivité thermique et/ou une diffusivité thermique. lesdits paramètres adimensionnés, π 1 , π 2, π 3 sont au nombre de 3, et s’expriment :
avec , étant ladite valeur représentant une température en un point dudit ensemble, I abs étant ladite irradiance, étant une longueur caractéristique de diffusion dépendant de ladite diffusivité thermique, k étant ladite conductivité thermique, b’ étant ladite profondeur équivalente, étant ledit temps d’exposition cumulé, et étant ladite durée de lasage. lesdits paramètres primaires comprennent en outre une vitesse de lasage et un rayon caractéristique dudit outil. lesdits paramètres adimensionnés, π 1 , π 2, π 3 , π 4, π 5 sont au nombre de 5, et s’expriment :
avec , étant ladite valeur représentant une température en un point dudit ensemble, I abs étant ladite irradiance, étant une longueur caractéristique de diffusion dépendant de ladite diffusivité thermique, k étant ladite conductivité thermique, b’ étant ladite profondeur équivalente, étant ledit temps d’exposition cumulé, étant ladite durée de lasage, R L étant ledit rayon caractéristique et V L étant ladite vitesse de lasage.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de production d’une pièce par fabrication additive au moyen d’une machine pour la fabrication additive, comportant des étapes de détermination d’une carte thermique par le procédé tel que précédemment décrit, détermination d’au moins une zone à risque au sein de ladite carte thermique, adaptation d’au moins un paramètre de ladite machine en fonction de ladite au moins une zone à risque, ledit au moins un paramètre pouvant être un paramètre de ladite trajectoire.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre un procédé tel que précédemment décrit.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un système comportant une machine (200) pour la production par fabrication additive au moyen d’au moins un outil, adaptée pour produire une pièce à partir d’une trajectoire dudit outil, et comportant un dispositif d’optimisation configuré pour la mise en œuvre d’étapes de : détermination de valeurs d’un ensemble de paramètres primaires relatifs à ladite production par fabrication additive ; détermination de valeurs d’un ensemble réduit de paramètres adimensionnés, en fonction des valeurs dudit ensemble de paramètres primaires et d’une fonction de corrélation liant lesdits paramètres adimensionnés ; génération d’une carte thermique pour au moins une couche de ladite pièce, en fonction desdits paramètres adimensionnés, ladite carte thermique étant enregistrée sous format numérique et associant une valeur représentative d’une température auxdits points
Selon un mode de réalisation, ladite machine est adaptée pour produire une pièce parmi un distributeur haute ou basse pression pour turbomachine, un aubage redresseur de turbomachine, un injecteur, un carter, un échangeur thermique, un bloc hydrolique…
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les dessins annexés illustrent l’invention : La illustre schématiquement un système selon un mode de réalisation de l’invention, comportant une machine pour la production par fabrication additive.
La représente schématiquement un organigramme des étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
Les et illustrent des exemples de volumes élémentaires représentatifs. La illustre très schématiquement une carte thermique. La illustre un exemple de fonction de corrélation.
Le procédé proposé s’applique aux diverses techniques d’impression ou fabrication additive (ou impression 3D). D’une façon générale, la fabrication additive comporte le parcours d’un ou plusieurs outils le long d’une trajectoire prédéfinie (pouvant être appelée « trajectoire d’outil ») afin de fournir une source ponctuelle de chaleur sur un matériau.
Le procédé s’applique en particulier aux procédés de fusion laser sur lit de poudre, et plus spécifiquement, mais non exclusivement, à la fusion laser sur lit de poudre (« Laser Powder Bed Fusion », LPBF).
Ce procédé permet de fabriquer des pièces à partir de la fusion sélective de couches de lit de poudre empilées successivement. Il permet la fabrication de pièces complexes plus légères comme les structures fines (de type lattice), et s’applique en conséquence au domaine de l’aéronautique.
Il est constaté que l’état métallurgique et mécanique (phases en présence, contraintes résiduelles, etc.), la santé du matériau (taux de porosité, fissuration, etc.), l’état de la surface, et donc, les propriétés thermomécaniques des pièces qui en découlent sont déterminées au premier ordre par les cycles thermiques qu’impose le procédé de fabrication additive.
Il est donc primordial de comprendre l’influence des cycles de chauffe/refroidissement sur la thermique observée dans les pièces afin de pouvoir, le cas échéant, optimiser les paramètres de fabrication pour en supprimer, ou réduire, les effets néfastes.
Dans le cas particulier d’un procédé LPBF, les cycles thermiques sont pilotés par les chemins de vectorisation (ou de lasage) imposés à chaque couche. En fonction de ces stratégies de lasage et de la configuration géométrique locale de la pièce, des points chauds peuvent se développer, liés à un apport d’énergie trop important par rapport à la capacité qu’a la pièce à évacuer la chaleur localement. C’est par exemple le cas des zones à faibles sections où le laser réalise de nombreux allers-retours dans un laps de temps relativement restreint et/ou des zones à contre-dépouille surplombant des massifs de poudre qui présentent une diffusivité thermique relativement faible comparée à celle de la matière dense.
Ainsi, selon un premier de ses aspects, l’invention concerne un procédé de consolidation d’une préforme fibreuse destinée à la fabrication d’une pièce en matériau composite comprenant au moins les étapes suivantes : a- la mise en forme d’une préforme fibreuse dans un moule, la préforme fibreuse étant préalablement imprégnée d’un matériau fugace ou fugitif, ou la mise en forme d’une préforme dans un moule et l’injection d’un matériau fugace ou fugitif dans la préforme fibreuse maintenue en forme dans le moule ; b- le démoulage de la préforme fibreuse figée ; c- le dépôt sur une ou plusieurs surface de la préforme fibreuse figée d’un ou plusieurs masque de porosité ; d- l’enrobage de la préforme fibreuse recouverte du masque de porosité par une barbotine ; e- le traitement thermique de la préforme fibreuse enrobée pour former une carapace par consolidation de la barbotine ; f- une étape d’élimination du masque de porosité ; g- une étape d’élimination du matériau fugace ou fugitif ; et h- la consolidation de la préforme fibreuse par un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur.
La consolidation d’une préforme fibreuse s’entend comme une densification partielle de celle-ci. La consolidation d’une préforme fibreuse est généralement réalisée dans le but d’obtenir une préforme fibreuse auto-portée, c’est-à-dire qui n’a plus besoin d’un autre élément pour tenir en forme.
La consolidation d’une préforme fibreuse correspond à un dépôt d’une interphase et/ou d’une première phase de matrice dans la porosité interne de la préforme fibreuse, mais jusqu’à un taux de remplissage de la porosité moins important que celui qui sera atteint au cours de la densification de la préforme, laquelle densification permettra d’obtenir la pièce en matériau composite final. Par exemple, la préforme fibreuse comprend initialement une porosité interne comprise entre 55% et 70% volumique.
Dans un mode de réalisation, le procédé de consolidation permet un remplissage de la porosité interne de la préforme fibreuse de sorte que la porosité interne après le procédé de consolidation soit compris entre 40% et 60%.
La pièce finale, après densification, aura quant à elle une porosité résiduelle inférieure ou égale à 1 %.
La consolidation peut être réalisée par un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur de manière connue en tant que telle. Le procédé de l’invention permet toutefois un procédé de consolidation dans lequel le conformateur, c’est-à-dire la pièce dans laquelle sera la préforme au cours de la consolidation, est obtenu de manière plus simple et cela quelle que soit la géométrie de la préforme fibreuse tout en présentant un coût diminué comparativement aux conformateurs de l’art antérieur.
En effet, contrairement aux procédés de consolidation de l’art antérieur, le procédé de l’invention permet d’obtenir le conformateur directement autour de la préforme fibreuse assurant ainsi un conformateur adapté à la géométrie de la préforme. En outre, le conformateur utilisé dans le procédé de l’invention présente une porosité ouverte bien mieux maîtrisée que celle des conformateurs de l’art antérieur, assurant ainsi une répartition plus homogène de la matrice formée dans la porosité interne de la préforme fibreuse au cours de l’étape de consolidation.
Le choix particulier d’un masque de porosité permet en effet de définir précisément la géométrie souhaitée pour la porosité du conformateur, et il peut ainsi être tenu compte des spécificités de la géométrie de la préforme fibreuse dès la fabrication du conformateur.
En effet, c’est l’élimination du masque de porosité qui assure la création d’un réseau de porosité dans le conformateur, formé par consolidation de la carapace.
Dans un mode de réalisation, le masque peut être un maillage régulier composé de lignes directrices parallèles et s’étendant selon deux directions sécantes, entrecroisées formant après élimination un réseau bidimensionnel continu de porosité. par exemple le masque peut être composé de droites verticales et horizontales.
Dans un mode de réalisation, le masque comprend des lignes dans une dimension horizontale ou verticale, mais l’épaisseur est variable de sorte à former des porosités plus importantes en certains endroits après l’élimination du masque.
La forme du masque n’est pas limitative et permet de définir précisément la porosité souhaitée pour la carapace car c’est l’élimination du masque qui sera à l’origine du réseau de porosité créé dans la carapace.
Dans un mode de réalisation, l’étape e- de consolidation de la barbotine est réalisée avant l’étape f- d’élimination du masque de porosité et avant l’étape g- d’élimination du matériau fugace ou fugitif.
Ce mode de réalisation permet d’assurer que la préforme fibreuse conserve la forme souhaitée pendant l’étape f- d’élimination du masque de porosité et l’étape g- d’élimination du matériau fugace ou fugitif.
Il est toutefois à noter que la barbotine, une fois séchée, peut permettre à la préforme fibreuse de conserver la forme souhaitée.
Il est alors possible dans un mode de réalisation de réaliser l’étape e- de consolidation de la barbotine pendant ou après l’étape g- d’élimination du matériau fugace ou fugitif.
Selon un premier aspect, la présente invention vise un procédé de moulage par infusion de résine, qui comporte : - une étape de mise sous vide d’au moins une partie d’un moule, - une étape d’aspiration de la résine depuis un réservoir et de circulation de la résine dans ladite partie du moule, sous l’effet du vide, - une étape de récupération de la résine dans un moyen de stockage, - une étape de détection d’un niveau de remplissage dans le moyen de stockage, - une étape de comparaison du niveau de remplissage avec une valeur limite prédéterminée et - une étape de vidange du moyen de stockage lorsque le niveau de remplissage est supérieur à la valeur limite prédéterminée.
Grâce à ces dispositions, la résine ne pénètre pas dans la pompe à vide, ce qui évite son endommagement.
Dans des modes de réalisation, l’étape de vidange comporte une étape de retour de la résine vidangée dans le réservoir.
Grâce à ces dispositions, la résine contenue dans le moyen de stockage est récupérée et réutilisée pour d’autres itérations du procédé de moulage.
Dans des modes de réalisation, l’étape de retour comporte une étape de pompage de la résine vidangée vers le réservoir.
Grâce à ces dispositions, la résine vidangée peut être plus rapidement acheminée vers le réservoir.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, de plus, avant l’étape de vidange, une étape de commutation, lorsque le niveau de remplissage est supérieur à la valeur limite prédéterminée, d’un premier moyen de stockage avec un deuxième moyen de stockage, monté en parallèle, pour réaliser les étapes de récupération et vidange.
Grâce à ces dispositions, il est possible de commuter entre deux moyens de stockage sans interrompre l'aspiration.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, de plus, une fois une première étape de vidange effectuée, au moins une deuxième étape de vidange du moyen de stockage dont le niveau de remplissage est le plus élevé.
Grâce à ces dispositions, un réservoir est toujours vidangé, ce qui permet d’augmenter l’efficacité du dispositif.