TITRE : Dispositif de dépoudrage et procédé de dépoudrage

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

[0001] Le domaine technique de l’invention est celui de la fabrication additive et en particulier celui du dépoudrage des pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre.

[0002] Un objet de la présente invention concerne un dispositif de dépoudrage de pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre. Un autre objet de l’invention concerne un procédé de dépoudrage de pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

[0003] Les pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre nécessitent souvent d’un post-traitement destiné à éliminer l’excès de poudre, notamment quand les pièces présentent des cavités internes ou une géométrie complexe. Une des solutions connues de l’homme du métier consiste à utiliser des vibrations de sorte à détacher l’excès de poudre de fabrication. A cet effet, l’ensemble solidaire constitué par le plateau de fusion et la pièce est retiré de la machine après refroidissement, puis est placé dans un dispositif de dépoudrage pour la mise en œuvre d’une étape de dépoudrage de la pièce.

[0004] Un exemple d’un dispositif de dépoudrage antérieur est décrit dans la demande US 2022/314546 A1.

[0005] Toutefois, des fissures peuvent se créer lors du dépoudrage par vibration, et cela a été observé pour différents types de pièces et de matériaux. Dans ces cas, le niveau de vibration vu par les pièces à leur fréquence propre est trop élevé. Par ailleurs, le fonctionnement du vibreur utilisé lors du dépoudrage ne permet pas de moduler le niveau de vibration ou la fréquence sollicitée.

RESUME DE L’INVENTION

[0006] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en décrivant un dispositif de dépoudrage par vibration capable de contrôler les vibrations appliquées à la pièce à dépoudrer, de sorte à éliminer la formation de fissures dans la pièce à dépoudrer. [0007] Un premier aspect de l’invention concerne un ensemble comprenant un dispositif de dépoudrage de pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre et une pièce à dépoudrer obtenue par fabrication additive sur lit de poudre, ledit dispositif comprenant : un vibreur ; une plaque de support solidaire de la pièce à dépoudrer ; ledit dispositif comprenant en outre un premier amortisseur et une plaque de liaison reliant le vibreur et la plaque de support, ledit premier amortisseur étant au contact de la plaque de liaison et possédant une fréquence de coupure fc inférieure à f _P , f _P étant une première fréquence propre de la pièce à dépoudrer.

[0008] On entend par vibreur un dispositif pouvant générer une vibration à une fréquence donnée ou à une pluralité de fréquences données.

[0009] On entend par plaque de support une plaque étant solidaire d’une pièce obtenue par fabrication additive sur lit de poudre. Un exemple de plaque de support est un plateau pour fabrication additive sur lit de poudre.

[0010] On entend par amortisseur un dispositif possédant une fréquence de résonance et pouvant transmettre les vibrations produites par le vibreur. Par exemple, le vibreur est en matériau élastomère.

[0011] On entend par fréquence de coupure fc du premier amortisseur la fréquence à partir de laquelle les vibrations générées par le vibreur sont atténuées. En d’autres termes, une fréquence de coupure fait référence à la fréquence à laquelle la réponse impulsionnelle d'un filtre commence à chuter. Ainsi, pour les filtres passe-bas, les fréquences inférieures à la coupure sont conservées et les fréquences supérieures à la coupure sont atténuées.

[0012] Avantageusement, le dispositif de dépoudrage selon un premier aspect de l’invention permet d’appliquer un niveau de vibration suffisamment élevé pour enlever l’excès de poudre, tout en évitant d’endommager les pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre.

[0013] Avantageusement, le dispositif de dépoudrage selon le premier aspect de l’invention applique des vibrations ayant une fréquence inférieure à la première fréquence propre fp de la pièce à dépoudrer, ce qui limite le niveau d’accélération auquel la pièce à dépoudrer est soumise tout en garantissant un dépoudrage efficace.

[0014] Avantageusement, le premier amortisseur possède une fréquence de coupure fc inférieure à la première fréquence propre fp de la pièce à dépoudrer. L’amortisseur permet donc d’atténuer les vibrations à des fréquences proches de la première fréquence propre fp de la pièce à dépoudrer et de limiter le niveau d’accélération vue par la pièce à dépoudrer, ce qui permet d’éliminer le risque de fissuration de la pièce à dépoudrer.

[0015] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans les paragraphes précédents, l’ensemble selon le premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes : le premier amortisseur est en matériau élastomère ; la différence entre la première fréquence propre f _P de la pièce à dépoudrer et la fréquence de coupure f _c de l’amortisseur est supérieure à 50 Hz ; avantageusement, cette caractéristique permet de réduire ultérieurement le risque de fissuration de la pièce à dépoudrer ; le premier amortisseur est disposé entre le vibreur et la plaque de liaison; avantageusement, cet emplacement du vibreur permet de limiter le poids supporté par le premier amortisseur ; le dispositif comprend en outre une plaque inférieure, la plaque inférieure et la plaque de liaison étant séparées par un ensemble de deuxièmes amortisseurs; avantageusement, les deuxièmes amortisseurs permettent d’atténuer les vibrations en évitant qu’elles soient transmises au sol ; le premier amortisseur est disposé entre la plaque de liaison et la plaque de support ; le dispositif comprend une pluralité de premiers amortisseurs, ladite pluralité de premiers amortisseurs comprenant un nombre de premiers amortisseurs supérieur ou égal à un ; la plaque de support est un plateau de fusion pour fabrication additive sur lit de poudre. [0016] Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé de dépoudrage de pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : détermination de la première fréquence propre d’une pièce à dépoudrer ; mise en place d’un premier amortisseur configuré pour transmettre les vibrations d’un vibreur à une plaque de support, ladite plaque de support étant solidaire de la pièce à dépoudrer, la fréquence de coupure du premier amortisseur étant inférieure à la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer ; mise en vibration du vibreur à une fréquence de vibration inférieure ou égale à la fréquence de coupure du premier amortisseur.

[0017] Avantageusement, le procédé selon un deuxième aspect de l’invention permet de choisir une fréquence de vibration inférieure à la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer, ce qui prévient la formation de fissures dans la pièce tout en permettant son dépoudrage de façon efficace.

[0018] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans les paragraphes précédents, le procédé selon le deuxième aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes : l’étape de mise en vibration du vibreur est suivie d’au moins une autre étape comprenant la mise en vibration à une autre fréquence de vibration inférieure ou égale à la fréquence de coupure du premier amortisseur ; l’étape de mise en place d’un premier amortisseur comprend en outre le positionnement d’un ensemble de premiers amortisseurs.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0019] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention : la [figure 1a] illustre la fonction de transfert d’un amortisseur élastomère utilisé dans le dispositif de dépoudrage selon un premier aspect de l’invention ; la [figure 1 b] illustre le diagramme de Bode d’un amortisseur élastomère utilisé dans le dispositif de dépoudrage selon le premier aspect de l’invention la [figure 2] illustre un mode de réalisation de l’ensemble selon le premier aspect de l’invention ; la [figure 3] illustre un autre mode de réalisation de l’ensemble selon le premier aspect de l’invention ; la [figure 4] illustre le procédé de dépoudrage selon un deuxième aspect de l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

[0020] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

[0021] La [Figure 1a] illustre la réponse en fréquence ou fonction de transfert H d’un amortisseur élastomère utilisé dans le dispositif de dépoudrage selon un premier aspect de l’invention. L’abscisse représente la pulsation propre du système vibrant, égale à 2 fois PI multiplié par la fréquence propre. L’ordonnée représente le gain de la fonction de transfert du système amortissant, traduisant l’amplification (>1) ou l’atténuation du système (<1).

[0022] La fréquence de résonance wo de l’amortisseur est indiquée par la ligne verticale en tirets.

[0023] Le comportement d’un amortisseur élastomère est décrit ci-dessous : avant sa fréquence de résonance wo, l’amortisseur ne filtre pas l’accélération et la transmet intégralement au plateau de fusion ; à sa fréquence de résonance, l’amortisseur amplifie l’accélération avec un facteur entre 5 et 10 ; après sa fréquence de résonance, il atténue l’accélération avec une pente, par exemple en -20DB/décade, comme il est illustré par le diagramme de Bode représenté à la [Figure 1 b].

[0024] La [Figure 2] illustre un mode de réalisation de l’ensemble comprenant un dispositif de dépoudrage 200 selon un premier aspect de l’invention. L’ensemble comprend une pièce à dépoudrer 201 obtenue par fabrication additive. Il comprend en outre une plaque de support 202 solidaire de la pièce 201 . Par exemple, la plaque de support 202 est un plateau de fusion pour fabrication additive sur lit de poudre, solidaire de la pièce 201 .

[0025] Le dispositif 200 selon le premier aspect de l’invention comprend en outre un vibreur 203 et un premier amortisseur 204. Selon le mode de réalisation illustré à la [Figure 2], le dispositif 200 comprend une pluralité de premiers amortisseurs 204.

[0026] Selon un mode de réalisation, les premiers amortisseurs 204 sont en matériau élastomère.

[0027] Le dispositif 200 illustré à la [Figure 2] comprend en outre une plaque de liaison 205 reliant le vibreur 203 et la plaque de support 202. Les premiers amortisseurs 204 sont placés entre la plaque de liaison 205 et la plaque de support 202 de sorte à transmettre les vibrations du vibreur 203 à la plaque de support 202 et à la pièce à dépoudrer 201 , tout en atténuant les vibrations ayant des fréquences supérieures à la fréquence de coupure des amortisseurs 204.

[0028] La fréquence de coupure des premiers amortisseurs 204 est inférieure à la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer 201. Avantageusement, cela permet de réduire le niveau d’accélération vue par la pièce à dépoudrer 201 , tout en garantissant le dépoudrage de la pièce.

[0029] Selon un mode de réalisation du dispositif 200 selon le premier aspect de l’invention, la différence entre la fréquence de coupure des premiers amortisseurs 204 et la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer 201 est supérieure ou égale à 50 Hz. Avantageusement, cette différence entre la fréquence de coupure des premiers amortisseurs 204 et la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer 201 permet de réduire le risque de fissuration de la pièce à dépoudrer.

[0030] Le dispositif 200 selon le premier aspect de l’invention comprend en outre une plaque inférieure 206 ainsi qu’un ensemble de deuxièmes amortisseurs 207, lesdits deuxièmes amortisseurs 207 étant disposés entre la plaque de liaison 205 et la plaque inférieure 206.

[0031] Avantageusement, les deuxièmes amortisseurs 207 permettent de réduire la transmission des vibrations du vibreur au sol. [0032] La [Figure 3] illustre un autre mode de réalisation de l’ensemble comprenant un dispositif 200 selon le premier aspect de l’invention. Dans ce cas les premiers amortisseurs 204 sont au contact du vibreur 203 et placés entre le vibreur 203 et la plaque de liaison 205.

[0033] Avantageusement, les premiers amortisseurs 204 utilisés dans ce mode de réalisation doivent supporter uniquement le poids du vibreur 203, ce qui réduit les contraintes mécaniques dans la fabrication desdits premiers amortisseurs 204.

[0034] La [Figure 4] illustre schématiquement les étapes du procédé 300 de dépoudrage de pièces obtenues par fabrication additive sur lit de poudre.

[0035] Le procédé 300 selon un deuxième aspect de l’invention comprend une étape 301 de détermination de la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer.

[0036] Le procédé 300 selon le deuxième aspect de l’invention comprend en outre une étape 302 de mise en place d’un premier amortisseur configuré pour transmettre les vibrations d’un vibreur à une plaque de support, ladite plaque de support étant solidaire de la pièce à dépoudrer, la fréquence de coupure du premier amortisseur étant inférieure à la première fréquence propre de la pièce à dépoudrer.

[0037] Avantageusement, cette étape permet d’utiliser un premier amortisseur ayant une fréquence de coupure choisie afin d’atténuer les vibrations à une fréquence propre de la pièce et qui pourraient endommager la pièce lors du dépoudrage.

[0038] Selon un mode de réalisation du procédé 300, l’étape 302 de mise en place d’un premier amortisseur comprend en outre le positionnement d’un ensemble de premiers amortisseurs.

[0039] Le procédé 300 selon le deuxième aspect de l’invention comprend en outre une étape 303 de mise en vibration du vibreur à une fréquence de vibration inférieure ou égale à la fréquence de coupure du premier amortisseur.

[0040] Selon un mode de réalisation, l’étape 303 est suivie d’au moins une autre étape comprenant la mise en vibration à une autre fréquence de vibration inférieure ou égale à la fréquence de coupure du premier amortisseur.