FR3143414A1 - Process for producing an airless tire by additive manufacturing - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication additive d’une carcasse 24 destinée à la réalisation d’un pneumatique sans air 1, ledit procédé de fabrication additive mettant en œuvre une machine de fabrication additive 20 réalisant, dans tout plan XY perpendiculaire à l’axe de rotation de ladite carcasse 24, plusieurs couches des éléments de structure 25 de ladite carcasse 24 par dépôt de cordons d’un matériau d’impression fusible, le cordon de chaque élément de structure 25 ayant, dans tout plan XY, une portion interpénétrée avec le cordon de chaque élément de structure 25 adjacent. Figure pour l’abrégé : Fig. 3Method of additive manufacturing of a carcass 24 intended for the production of an airless tire 1, said additive manufacturing method implementing an additive manufacturing machine 20 producing, in any plane XY perpendicular to the axis of rotation of said carcass 24, several layers of the structural elements 25 of said carcass 24 by deposition of beads of a fusible printing material, the bead of each structural element 25 having, in any XY plane, a portion interpenetrating with the bead of each adjacent structural element 25. Figure for abstract: Fig. 3
Description
La présente invention concerne le domaine des procédés de fabrication des pneumatiques sans air destinés à équiper un véhicule.The present invention relates to the field of manufacturing processes for airless tires intended to equip a vehicle.
La présente invention concerne plus particulièrement les procédés de fabrication additive mettant en œuvre des machines d’impression tridimensionnelles permettant de fabriquer des pneumatiques sans air en déposant un matériau d’impression malléable en couches successives, au moyen d’une buse.The present invention relates more particularly to additive manufacturing processes using three-dimensional printing machines making it possible to manufacture airless tires by depositing a malleable printing material in successive layers, by means of a nozzle.
Une machine d’impression comprend généralement une chambre qui forme une enceinte délimitée par une paroi, et à l’intérieur de laquelle se trouve un plateau destiné à soutenir une pièce en cours d’impression, ainsi qu’une buse permettant d’amener le matériau constitutif de ladite pièce. Pour pouvoir générer la forme de la pièce, il est prévu des systèmes d’entraînement comprenant un ascenseur pour déplacer ou le plateau ou la buse verticalement, et des tables de translation croisées l’une par rapport à l’autre pour piloter horizontalement, soit le plateau, soit la buse chargée de délivrer le matériau constitutif de la pièce.A printing machine generally comprises a chamber which forms an enclosure delimited by a wall, and inside which there is a plate intended to support a part being printed, as well as a nozzle making it possible to bring the material constituting said part. To be able to generate the shape of the part, drive systems are provided including an elevator to move either the plate or the nozzle vertically, and translation tables crossed with respect to each other to drive horizontally, i.e. the plate, or the nozzle responsible for delivering the material constituting the part.
De telles machines d’impression sont notamment décrites par le document US 6 722 872.Such printing machines are described in particular by document US 6,722,872.
Un pneumatique sans air, ou plus généralement un pneumatique sans gaz de gonflage, est un pneumatique qui porte la charge grâce à des éléments de structure, constituant une carcasse, et qui a des performances comparables à celles d’un pneumatique conventionnel soumis à la pression interne d’un gaz, généralement de l’air. Un pneumatique sans air, monté sur un moyeu ou une jante, est parfois appelé « roue élastique non pneumatique ».An airless tire, or more generally a tire without inflation gas, is a tire which carries the load thanks to structural elements, constituting a carcass, and which has performances comparable to those of a conventional tire subjected to pressure internal of a gas, generally air. An airless tire, mounted on a hub or rim, is sometimes called a “non-pneumatic elastic wheel”.
Dans ce qui suit, la direction circonférentielle ou longitudinale désigne la direction de rotation du pneumatique, la direction axiale ou transversale désigne la direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et la direction radiale désigne une direction perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique.In what follows, the circumferential or longitudinal direction designates the direction of rotation of the tire, the axial or transverse direction designates the direction parallel to the axis of rotation of the tire and the radial direction designates a direction perpendicular to the axis of rotation of the tire. pneumatic.
Un pneumatique sans air comprend généralement, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une carcasse, constituée par des éléments de structure, destinée à coopérer avec une jante ou un moyeu,
-une bande de roulement, destinée à coopérer avec la carcasse et à transmettre à ladite carcasse les efforts de roulage, à être usée et à garantir l’adhérence du pneumatique sur un sol.An airless tire generally comprises, radially from the inside to the outside:
-a carcass, made up of structural elements, intended to cooperate with a rim or a hub,
-a tread, intended to cooperate with the carcass and to transmit rolling forces to said carcass, to be worn and to guarantee the grip of the tire on a ground.
La carcasse comprend, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une structure porteuse, destinée à porter structurellement au moins en partie la charge,
-une bande de cisaillement, destinée à transmettre par cisaillement les efforts de roulage à la structure porteuse et à contribuer au moins en partie au port de la charge.The carcass comprises, radially from the inside to the outside:
-a supporting structure, intended to structurally carry at least part of the load,
-a shear band, intended to transmit the rolling forces by shearing to the supporting structure and to contribute at least in part to carrying the load.
La structure porteuse comprend, généralement, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une membrane radialement intérieure destinée à être fixée par des moyens de connexion à une jante ou un moyeu,
-une pluralité d’éléments radiaux ou rayons, destinés à être fixés par des moyens de connexion à la membrane radialement intérieure et à la bande de cisaillement. Toutefois la structure porteuse ne délimite pas généralement une cavité interne étanche destinée à contenir un gaz sous pression, comme dans un pneumatique conventionnel. Par conséquent un pneumatique sans air n’a pas besoin d’avoir une liaison étanche par rapport à une jante ou un moyeu.The supporting structure generally comprises, radially from the inside to the outside:
-a radially interior membrane intended to be fixed by means of connection to a rim or a hub,
-a plurality of radial elements or spokes, intended to be fixed by means of connection to the radially interior membrane and to the shear band. However, the supporting structure does not generally delimit a sealed internal cavity intended to contain a gas under pressure, as in a conventional tire. Therefore an airless tire does not need to have a tight connection to a rim or hub.
La bande de cisaillement comprend, dans un mode de réalisation connu, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une membrane radialement intermédiaire, en interface avec la structure porteuse,
-une pluralité d’éléments de cisaillement,
-une membrane radialement extérieure, destinée à recevoir la bande roulement et reliée à la membrane radialement intermédiaire par la pluralité d’éléments de cisaillement.The shear band comprises, in a known embodiment, radially from the inside to the outside:
-a radially intermediate membrane, interfaced with the supporting structure,
-a plurality of shear elements,
-a radially outer membrane, intended to receive the tread and connected to the radially intermediate membrane by the plurality of shear elements.
Généralement, la bande de roulement est fixée à la membrane radialement extérieure de la bande cisaillement par des moyens de fixation pouvant être, à titre d’exemple, des moyens de collage ou de frettage.Generally, the tread is fixed to the radially outer membrane of the shear strip by fixing means which may be, for example, gluing or hooping means.
La carcasse comporte, par conséquent, une pluralité d’éléments appelés éléments de structure pouvant comprendre, à titre d’exemple, une membrane radialement intérieure, une pluralité de rayons, une membrane radialement intermédiaire, une pluralité d’éléments de cisaillement et une membrane radialement extérieure.The carcass therefore comprises a plurality of elements called structural elements which may include, for example, a radially interior membrane, a plurality of spokes, a radially intermediate membrane, a plurality of shear elements and a membrane radially outer.
Des procédés de fabrication de carcasses de pneumatique sans air, bien connus de l’homme du métier, consistent à fabriquer, dans un premier temps et indépendamment les différents éléments de structure avant de les assembler entre eux, dans un deuxième temps, en respectant un procédé d’assemblage et de positionnement précis. Le maintien en position des différents éléments de structure peut s’effectuer suivant différents procédés comme, par exemple, le collage, le rivetage, le boulonnage, le sertissage, ou encore le soudage par ultra-sons.Methods for manufacturing airless tire carcasses, well known to those skilled in the art, consist of manufacturing, initially and independently, the different structural elements before assembling them together, in a second step, respecting a assembly process and precise positioning. The various structural elements can be held in position using different processes such as, for example, gluing, riveting, bolting, crimping, or even ultrasonic welding.
De tels procédés d’assemblage d’un pneumatique sans air ont été décrits, à titre d’exemples, dans les documents US20220194129A1, WO2008/136099A1, US9908369B2.Such methods of assembling an airless tire have been described, by way of example, in documents US20220194129A1, WO2008/136099A1, US9908369B2.
Si de tels procédés permettent de fabriquer des carcasses de pneumatiques sans air, ils présentent toutefois des inconvénients, liés notamment à la faible adhésion entre les différents éléments qui constituent cette carcasse.Although such processes make it possible to manufacture airless tire carcasses, they nevertheless have drawbacks, linked in particular to the poor adhesion between the different elements which constitute this carcass.
En outre, la qualité de fabrication de telles carcasses destinées à la réalisation de pneumatiques sans air n’est pas toujours satisfaisante, les variations de dimensions géométriques liées à la fabrication de chacun des éléments de structure s’ajoutant aux variations de positionnement du procédé d’assemblage, ce qui peut par conséquent nuire à la qualité globale du pneumatique sans air et à ses performances.In addition, the manufacturing quality of such carcasses intended for the production of airless tires is not always satisfactory, the variations in geometric dimensions linked to the manufacturing of each of the structural elements adding to the variations in positioning of the manufacturing process. assembly, which may therefore adversely affect the overall quality of the airless tire and its performance.
Par ailleurs, les procédés d’assemblage sont assez complexes et nécessitent de nombreuses interventions pour positionner les différents éléments de structure, ce qui engendre des coûts de fabrication élevés.Furthermore, the assembly processes are quite complex and require numerous interventions to position the different structural elements, which generates high manufacturing costs.
D’autres procédés de fabrication de carcasses de pneumatique sans air, utilisant des procédés de moulage pour réaliser les différents éléments de structure, sont également connus de l’homme du métier. Ces procédés ont été décrits, par exemple, dans le document JP 2022034665A.Other processes for manufacturing airless tire carcasses, using molding processes to produce the various structural elements, are also known to those skilled in the art. These methods have been described, for example, in document JP 2022034665A.
Ces procédés de fabrication des éléments de structure par moulage nécessitent la fabrication d’outillage coûteux comme des moules et ne permettent pas la réalisation de géométries complexes parfois nécessaires à la fabrication des éléments de structure d’une carcasse d’un pneumatique sans air.These processes for manufacturing structural elements by molding require the manufacture of expensive tools such as molds and do not allow the production of complex geometries sometimes necessary for the manufacture of the structural elements of a carcass of an airless tire.
L’invention vise par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et à proposer un procédé de fabrication qui permet la réalisation simple, et à faible coût d’une carcasse d’un pneumatique sans air, pouvant utiliser des matériaux compris dans une vaste gamme, tout en garantissant une excellente reproductibilité de fabrication et une parfaite adhésion entre les différents éléments de structure de la carcasse du pneumatique sans air.The invention therefore aims to remedy the aforementioned drawbacks and to propose a manufacturing process which allows the simple and low-cost production of a carcass of an airless tire, which can use materials included in a wide range, while by guaranteeing excellent manufacturing reproducibility and perfect adhesion between the different structural elements of the airless tire carcass.
L’invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrication additive d’une carcasse d’un pneumatique sans air pour un véhicule, mettant en œuvre une machine de fabrication additive comprenant un plateau de fabrication, perpendiculaire à l’axe de révolution de la carcasse ayant une direction axiale Z, et une buse, apte à se déplacer selon la direction axiale Z et dans tout plan circonférentiel XY perpendiculaire à la direction axiale Z, ledit procédé de fabrication additive comprenant les étapes successives suivantes :
(a) fabrication d’une première couche de ladite carcasse, s’étendant selon la direction axiale Z, par dépôt d’un matériau d’impression sur le plateau de fabrication par ladite buse, pour former, dans un ordre quelconque, des cordons comme suit :
-un cordon de membrane radialement intérieure, destiné à la fabrication d’une membrane radialement intérieure de la carcasse et ayant une première largeur,
-un cordon de membrane radialement intermédiaire, destiné à la fabrication d’une membrane radialement intermédiaire de la carcasse et ayant une deuxième largeur,
-un cordon de membrane radialement extérieure, destiné à la fabrication d’une membrane radialement extérieure de la carcasse et ayant une troisième largeur,
-une pluralité de cordons de rayons, destinés à la fabrication d’une pluralité de rayons reliant la membrane radialement intérieure à la membrane radialement intermédiaire, et chacun desdits cordons de rayons ayant une quatrième largeur, et chacun desdits cordons de rayons ayant au moins une première zone interpénétrée avec lesdits cordons de membrane radialement intérieure, ladite première zone interpénétrée ayant une première longueur d’arc et, suivant une direction radiale, une première épaisseur maximum, chacun desdits cordons de rayons ayant également au moins une deuxième zone interpénétrée avec lesdits cordons de membrane radialement intermédiaire, ladite deuxième zone interpénétrée ayant une deuxième longueur d’arc et, suivant une direction radiale, une deuxième épaisseur maximum,
-une pluralité de cordons d’éléments de cisaillement, destinés à la fabrication d’une pluralité d’éléments de cisaillement reliant la membrane radialement intermédiaire à la membrane radialement extérieure, et chacun desdits cordons d’éléments de cisaillement ayant une cinquième largeur, et chacun desdits cordons d’éléments de cisaillement ayant au moins une troisième zone interpénétrée avec lesdits cordons de membrane radialement intermédiaire, ladite troisième zone interpénétrée ayant une troisième longueur d’arc et, suivant une direction radiale, une troisième épaisseur maximum, chacun desdits cordons d’éléments de cisaillement ayant également au moins une quatrième zone interpénétrée avec lesdits cordons de membrane radialement extérieure, ladite quatrième zone interpénétrée ayant une quatrième longueur d’arc et, suivant une direction radiale, une quatrième épaisseur maximum,
(b) réalisation d’au moins une couche supplémentaire suivant l’étape (a), les cordons de la au moins une couche supplémentaire étant superposés selon une direction axiale Z aux cordons de la couche précédente axialement adjacente avec refusion de l’interface entre la couche précédente et la au moins une couche supplémentaire.The invention essentially relates to a process for additive manufacturing of a carcass of an airless tire for a vehicle, using an additive manufacturing machine comprising a manufacturing plate, perpendicular to the axis of revolution of the carcass having an axial direction Z, and a nozzle, capable of moving in the axial direction Z and in any circumferential plane XY perpendicular to the axial direction Z, said additive manufacturing process comprising the following successive steps:
(a) manufacturing a first layer of said carcass, extending in the axial direction Z, by depositing a printing material on the manufacturing plate by said nozzle, to form, in any order, beads as following :
-a bead of radially inner membrane, intended for the manufacture of a radially inner membrane of the carcass and having a first width,
-a radially intermediate membrane bead, intended for the manufacture of a radially intermediate membrane of the carcass and having a second width,
-a bead of radially outer membrane, intended for the manufacture of a radially outer membrane of the carcass and having a third width,
-a plurality of spoke cords, intended for the manufacture of a plurality of spokes connecting the radially inner membrane to the radially intermediate membrane, and each of said spoke cords having a fourth width, and each of said spoke cords having at least one first zone interpenetrated with said cords of radially interior membrane, said first interpenetrated zone having a first arc length and, in a radial direction, a first maximum thickness, each of said cords of rays also having at least a second zone interpenetrated with said cords of a radially intermediate membrane, said second interpenetrating zone having a second arc length and, in a radial direction, a second maximum thickness,
-a plurality of cords of shear elements, intended for the manufacture of a plurality of shear elements connecting the radially intermediate membrane to the radially outer membrane, and each of said cords of shear elements having a fifth width, and each of said cords of shear elements having at least a third zone interpenetrating with said cords of radially intermediate membrane, said third interpenetrating zone having a third arc length and, in a radial direction, a third maximum thickness, each of said cords d shear elements also having at least a fourth zone interpenetrating with said cords of radially outer membrane, said fourth interpenetrating zone having a fourth arc length and, in a radial direction, a fourth maximum thickness,
(b) production of at least one additional layer following step (a), the beads of the at least one additional layer being superimposed in an axial direction Z on the beads of the previous axially adjacent layer with remelting of the interface between the previous layer and at least one additional layer.
De façon essentielle, le procédé de fabrication additive selon l’invention permet d’obtenir une carcasse d’un pneumatique sans air en mettant en œuvre un procédé unique de dépôt d’un matériau d’impression sous forme de cordons sortant d’une buse et sans avoir à assembler plusieurs pièces entres-elles pour constituer ladite carcasse. Chaque élément de structure de la carcasse est ainsi constitué par une superposition axiale de couches, chaque couche étant constituée d’un seul cordon ou « mono-cordon », ledit « mono-cordon » permettant de gagner en temps et en qualité de fabrication de la carcasse du pneumatique sans air, tout en améliorant la résistance mécanique de ladite carcasse.Essentially, the additive manufacturing process according to the invention makes it possible to obtain a carcass of an airless tire by implementing a unique process of depositing a printing material in the form of beads emerging from a nozzle and without having to assemble several pieces together to constitute said carcass. Each structural element of the carcass is thus constituted by an axial superposition of layers, each layer consisting of a single cord or "mono-cord", said "mono-cord" making it possible to save time and improve the manufacturing quality of the carcass. the carcass of the airless tire, while improving the mechanical strength of said carcass.
Par conséquent, le procédé de fabrication additive de l’invention permet de supprimer le processus d’assemblage des différents éléments de structure nécessaires à la fabrication d’une carcasse d’un pneumatique sans air ce qui permet un gain de temps de fabrication et une amélioration de la qualité de réalisation de la carcasse du pneumatique sans air.Consequently, the additive manufacturing process of the invention makes it possible to eliminate the process of assembling the different structural elements necessary for the manufacture of a carcass of an airless tire, which saves manufacturing time and improvement in the quality of production of the airless tire carcass.
En outre, le procédé de fabrication additive selon l’invention engendre un coût de fabrication de la carcasse moins élevé, aucun outillage n’étant nécessaire pour fabriquer les différents éléments de structure.In addition, the additive manufacturing process according to the invention generates a lower cost of manufacturing the carcass, no tools being necessary to manufacture the different structural elements.
Grâce à l’interpénétration des cordons de matériau déposés par la buse de la machine de fabrication additive dans les zones de liaison des différents éléments de structure, l’adhésion entre eux desdits différents éléments de structure est améliorée, permettant ainsi d’obtenir de meilleures propriétés de résistance mécanique et/ou de limite en fatigue de la carcasse.Thanks to the interpenetration of the beads of material deposited by the nozzle of the additive manufacturing machine in the connection zones of the different structural elements, the adhesion between said different structural elements is improved, thus making it possible to obtain better mechanical strength and/or fatigue limit properties of the carcass.
Avantageusement, la première largeur, la deuxième largeur, la troisième largeur, la pluralité de quatrièmes largeurs et la pluralité de cinquièmes largeurs sont égales entre elles, permettant ainsi de réduire le temps de préparation du modèle de la carcasse et de gagner en temps de réalisation.Advantageously, the first width, the second width, the third width, the plurality of fourth widths and the plurality of fifth widths are equal to each other, thus making it possible to reduce the preparation time of the carcass model and to save in production time. .
Avantageusement, la première largeur, la deuxième largeur, la troisième largeur, la pluralité de quatrièmes largeurs et la pluralité de cinquièmes largeurs sont respectivement au moins égales à 0.15mm et au plus égales à 4mm et de préférence au moins égales à 0.4mm et au plus égales à 2mm, de telles plages dimensionnelles permettant de fabriquer l’objet avec des diamètres de buse standards et des réglages des paramètres de la machine de fabrication additive existants.Advantageously, the first width, the second width, the third width, the plurality of fourth widths and the plurality of fifth widths are respectively at least equal to 0.15mm and at most equal to 4mm and preferably at least equal to 0.4mm and more equal to 2mm, such dimensional ranges making it possible to manufacture the object with standard nozzle diameters and settings of the parameters of the existing additive manufacturing machine.
Encore avantageusement, la première épaisseur maximum, la deuxième épaisseur maximum, la troisième épaisseur maximum et la quatrième épaisseur maximum sont égales entre elles, permettant ainsi de réduire le temps de préparation du modèle de la carcasse et de gagner en temps de réalisation.Even advantageously, the first maximum thickness, the second maximum thickness, the third maximum thickness and the fourth maximum thickness are equal to each other, thus making it possible to reduce the preparation time of the carcass model and to save in production time.
Avantageusement, la première épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des première et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des première et quatrième largeurs.Advantageously, the first maximum thickness is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the first and fourth widths, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the first and fourth widths.
Toujours avantageusement, la deuxième épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des deuxième et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des deuxième et quatrième largeurs.Always advantageously, the second maximum thickness is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the second and fourth widths, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the second and fourth widths.
Encore avantageusement, la troisième épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des deuxième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des deuxième et cinquième largeurs.Still advantageously, the third maximum thickness is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the second and fifth widths, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the second and fifth widths.
Avantageusement, la quatrième épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des troisième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des troisième et cinquième largeurs.Advantageously, the fourth maximum thickness is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the third and fifth widths, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the third and fifth widths.
Les intervalles définis précédemment pour les première, deuxième, troisième et quatrième épaisseurs permettent de maximiser l’interpénétration des couches successives sans amener de surplus de matière qui s’accumulerait et entrainerait des défauts de fabrication, voire l’arrêt et la dégradation de la machine.The intervals defined previously for the first, second, third and fourth thicknesses make it possible to maximize the interpenetration of the successive layers without adding excess material which would accumulate and cause manufacturing defects, or even shutdown and degradation of the machine. .
Encore avantageusement, la première longueur d’arc, la deuxième longueur d’arc, la troisième longueur d’arc et la quatrième longueur d’arc sont égales entre elles, permettant ainsi de réduire le temps de préparation du modèle de la carcasse et de gagner en temps de réalisation.Even advantageously, the first arc length, the second arc length, the third arc length and the fourth arc length are equal to each other, thus making it possible to reduce the preparation time of the carcass model and to gain in production time.
Avantageusement, la première longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des première et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des première et quatrième largeurs.Advantageously, the first arc length is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the first and fourth widths, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the first and fourth widths.
Toujours avantageusement, la deuxième longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des deuxième et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des deuxième et quatrième largeurs.Always advantageously, the second arc length is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the second and fourth widths, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the second and fourth widths.
Encore avantageusement, la troisième longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des deuxième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des deuxième et cinquième largeurs.Still advantageously, the third arc length is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the second and fifth widths, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the second and fifth widths.
Encore avantageusement, la quatrième longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des troisième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des troisième et cinquième largeurs.Still advantageously, the fourth arc length is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the third and fifth widths, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the third and fifth widths.
Les intervalles définis précédemment pour les premières, deuxièmes, troisièmes et quatrièmes longueurs d’arc permettent d’obtenir une adhésion suffisante entre les éléments de structure sans augmenter la rigidité et la masse de la roue.The intervals defined previously for the first, second, third and fourth arc lengths make it possible to obtain sufficient adhesion between the structural elements without increasing the rigidity and mass of the wheel.
Préférentiellement, les rayons sont répartis circonférentiellement selon un pas constant.Preferably, the rays are distributed circumferentially according to a constant pitch.
Toujours préférentiellement, les éléments de cisaillement sont répartis circonférentiellement selon un pas constant.Still preferably, the shear elements are distributed circumferentially according to a constant pitch.
La répartition selon un pas constant des rayons et des éléments de cisaillement permet d’obtenir une carcasse dont le fonctionnement mécanique, en particulier sous un effort radial imposé, est identique sur toute la circonférence du pneumatique sans air.The distribution according to a constant pitch of the radii and the shear elements makes it possible to obtain a carcass whose mechanical functioning, in particular under an imposed radial force, is identical over the entire circumference of the tire without air.
Préférentiellement, le matériau d’impression est un thermoplastique de type polyaryléthercétones (PAEK), un thermoplastique de type polyetheretherketone (PEEK), un polyamide aliphatique (PA), un polyetherimide (PEI), un polyimide (PI), un polyester glycolisé (PETG), ou un copolyester thermoplastique élastomérique (TPC-ET). Un exemple de polyaryléthercétone (PAEK) est le produit AM 200® de la société Victrex™. Un exemple de copolyester thermoplastique élastomérique (TPC-ET) est le produit Hytrel® de la société DuPont™.Preferably, the printing material is a polyaryletherketone (PAEK) type thermoplastic, a polyetheretherketone (PEEK) type thermoplastic, an aliphatic polyamide (PA), a polyetherimide (PEI), a polyimide (PI), a glycolized polyester (PETG ), or a thermoplastic elastomeric copolyester (TPC-ET). An example of polyaryletherketone (PAEK) is the product AM 200® from the company Victrex™. An example of a thermoplastic elastomeric copolyester (TPC-ET) is the Hytrel® product from the DuPont™ company.
Avantageusement, le matériau d’impression a une température de fusion au moins égale à 180°C et au plus égale à 450°C, permettant d’une part d’avoir une tenue thermique en fonctionnement suffisante pour des usages peu sollicitant, et d’autre part une bonne malléabilité lors de la fabrication de la carcasse de l’invention.Advantageously, the printing material has a melting temperature at least equal to 180°C and at most equal to 450°C, allowing on the one hand to have sufficient thermal resistance in operation for light-demanding uses, and d on the other hand good malleability during the manufacture of the carcass of the invention.
Avantageusement, le matériau d’impression est différent entre au moins deux types de cordons parmi les cordons respectivement de membrane radialement intérieure, de membrane radialement intermédiaire, de membrane radialement extérieure, de rayons et d’éléments de cisaillement, permettant ainsi de spécifier la rigidité ou la flexibilité pour chacun des éléments de structure.Advantageously, the printing material is different between at least two types of cords among the cords respectively of radially interior membrane, radially intermediate membrane, radially exterior membrane, spokes and shear elements, thus making it possible to specify the rigidity or flexibility for each of the structural elements.
L’invention a également pour objets une carcasse réalisée selon le procédé de fabrication selon l’invention, et un pneumatique sans air comprenant une telle carcasse.The invention also relates to a carcass produced according to the manufacturing process according to the invention, and an airless tire comprising such a carcass.
D’autres objets, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu’à l’aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif :
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Dans ce qui suit, à des fins de clarté, la direction horizontale et la direction verticale correspondent à l’orientation naturelle des figures 1 à 7. De même, les termes « haut », « bas », « inférieur », « supérieur » et leurs variantes devront être compris en référence à la direction verticale des figures.In the following, for purposes of clarity, the horizontal direction and the vertical direction correspond to the natural orientation of Figures 1 to 7. Likewise, the terms “top”, “bottom”, “lower”, “upper” and their variants should be understood with reference to the vertical direction of the figures.
Tel que cela est visible sur la
-une carcasse 24 destinée à coopérer avec une jante ou un moyeu 4,
-une bande de roulement 2, destinée à coopérer avec la carcasse 24.As visible on the
-a carcass 24 intended to cooperate with a rim or a hub 4,
-a tread 2, intended to cooperate with the carcass 24.
La carcasse 24 comprend, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une structure porteuse 9, destinée à coopérer avec la jante ou le moyeu 4,
-une bande de cisaillement 3, destinée à coopérer avec la bande de roulement 2.The carcass 24 comprises, radially from the inside to the outside:
-a supporting structure 9, intended to cooperate with the rim or the hub 4,
-a shear band 3, intended to cooperate with the tread band 2.
La structure porteuse 9 comprend radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une membrane radialement intérieure 7 destinée à être fixée par des moyens de connexion à la jante ou au moyeu 4,
-une pluralité d’éléments radiaux ou rayons 8 destinés à relier la membrane radialement intérieure 7 et la bande de cisaillement 3.The supporting structure 9 comprises radially from the inside to the outside:
-a radially interior membrane 7 intended to be fixed by means of connection to the rim or to the hub 4,
-a plurality of radial elements or spokes 8 intended to connect the radially interior membrane 7 and the shear band 3.
Les moyens de connexion de la membrane radialement intérieure 7 à la jante ou au moyeu 4 peuvent être, à titre d’exemple, des moyens de collage, de rivetage, de boulonnage ou de frettage.The means of connecting the radially inner membrane 7 to the rim or the hub 4 can be, for example, means of gluing, riveting, bolting or hooping.
La bande de cisaillement 3 comprend, dans un mode de réalisation connu, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-une membrane radialement intermédiaire 10, en interface avec la structure porteuse 9,
-une pluralité d’éléments de cisaillement 11,
-une membrane radialement extérieure 5, destinée à recevoir la bande de roulement 2 et reliée à la membrane radialement intermédiaire 10 par la pluralité d’éléments de cisaillement 11.The shear band 3 comprises, in a known embodiment, radially from the inside towards the outside:
-a radially intermediate membrane 10, interfaced with the supporting structure 9,
-a plurality of shearing elements 11,
-a radially outer membrane 5, intended to receive the tread 2 and connected to the radially intermediate membrane 10 by the plurality of shear elements 11.
La bande de roulement 2 peut être fixée à la membrane radialement extérieure 5 de la bande de cisaillement 3 par des moyens de fixation qui peuvent être, à titre d’exemples, des moyens de collage ou de frettage.The tread 2 can be fixed to the radially outer membrane 5 of the shear band 3 by fixing means which can be, for example, gluing or hooping means.
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.The carcass 24 is thus made up of structural elements 25 comprising the radially inner membrane 7, the spokes 8, the radially intermediate membrane 10, the shear elements 11 and the radially outer membrane 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.The subject of the present invention is a method for producing the carcass 24 of an airless tire 1 using an additive manufacturing machine 20.
La
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.The horizontal movement system 22 and the vertical movement system 23 make it possible to control a relative movement of the nozzle 12 relative to the manufacturing plate 14 so that said nozzle 12 can deposit a printing material 21 in fusion and in the form of beads 13 preferably continuous.
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.Any other type of additive manufacturing machine by deposition of a bead 13 of a malleable printing material 21 is suitable, such as, for example, machines in which the relative movement of the nozzle 12 relative to the manufacturing plate 14 is produced by the movement of said manufacturing plate 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).According to a first step of the method of the invention, a first layer of the carcass 24, extending in the axial direction Z, will be produced by depositing a printing material 21 on the manufacturing plate 14 by the nozzle 12, to form, in any order, beads (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.As can be seen in Figures 3 and 5, the nozzle 12 will deposit:
-a bead of radially inner membrane C1, intended for the manufacture of the radially inner membrane 7 of the carcass 24 and having a first width R1,
-a bead of radially intermediate membrane C2, intended for the manufacture of the radially intermediate membrane 10 of the carcass 24 and having a second width R2,
-a bead of radially outer membrane C3, intended for the manufacture of the radially outer membrane 5 of the carcass 24 and having a third width R3,
-a plurality of spoke cords C4, intended for the manufacture of the plurality of spokes 8 connecting the radially interior membrane 7 to the radially intermediate membrane 10, and each of said spoke cords C4 having a fourth width R4,
-a plurality of cords of shear elements C5, intended for the manufacture of the plurality of shear elements 11 connecting the radially intermediate membrane 10 to the radially outer membrane 5, and each of said cords of shear elements having a fifth width R5.
Tel que cela est illustré sur la
Comme le montre la
Tel que cela est visible sur la
Comme cela est visible sur la
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.According to the method of the invention, the nozzle 12 will then produce at least one additional layer following step a, the cords (C1, C2, C3, C4, C5) of the at least one additional layer being superimposed in one direction axial Z to the beads (C1, C2, C3, C4, C5) of the previous layer axially adjacent with remelting of the interface between the previous layer and the at least one additional layer.
Tel que cela est visible sur la
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.Remelting the interface between two adjacent layers makes it possible to obtain a very strong bond between each layer, thus making it possible to manufacture monobloc 24 carcasses with high mechanical strength.
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.The creation of interpenetration zones Z1, Z2, Z3 and Z4 when depositing the printing material 21 allows, on the one hand, the rays 8 to adhere perfectly to the radially interior membrane 7 and to the radially intermediate membrane 10 , and on the other hand for the shear elements 11 to also adhere perfectly to the radially intermediate membrane 10 and to the radially outer membrane 5.
Cette parfaite adhésion entre les éléments de structure 25 de la carcasse 24 permet d’obtenir une très grande résistance mécanique et une très bonne résistance à la fatigue de ladite carcasse 24 lors des sollicitations en fonctionnement.This perfect adhesion between the structural elements 25 of the carcass 24 makes it possible to obtain very high mechanical strength and very good fatigue resistance of said carcass 24 during operating stresses.
De préférence, lors de la fabrication d’une couche de la carcasse 24, la buse 12 commence la dépose d’une couche du cordon de membrane radialement intérieure C1, qui est un cordon délimitant une zone fermée, à un point de départ qui est différent par rapport au point de départ de la couche précédente, afin d’obtenir des zones de jonction situées à des azimuts horizontaux différents entre deux couches adjacentes.Preferably, during the manufacture of a layer of the carcass 24, the nozzle 12 begins depositing a layer of the bead of radially inner membrane C1, which is a bead delimiting a closed zone, at a starting point which is different from the starting point of the previous layer, in order to obtain junction zones located at different horizontal azimuths between two adjacent layers.
De la même manière, la dépose d’une couche des autres cordons C2, C3, chacun délimitant aussi une zone fermée, se fait également de préférence avec des points de départ et d’arrivée de la buse 12 différents de la couche précédente, permettant également d’obtenir des zones de jonction, entre les débuts et les fins de cordons, situées selon des azimuts horizontaux différents.In the same way, the deposit of a layer of the other cords C2, C3, each also delimiting a closed zone, is also preferably done with starting and ending points of the nozzle 12 different from the previous layer, allowing also to obtain junction zones, between the beginnings and ends of cords, located according to different horizontal azimuths.
L’obtention, pour chacune des couches de la carcasse 24, de zones de jonction situées selon des azimuts horizontaux différents pour les cordons délimitant des zones fermées permet de renforcer la résistance mécanique de la carcasse 24 en évitant la propagation d’éventuelles fissures dans lesdites zones de jonction.Obtaining, for each of the layers of the carcass 24, junction zones located according to different horizontal azimuths for the cords delimiting closed zones makes it possible to reinforce the mechanical resistance of the carcass 24 by avoiding the propagation of possible cracks in said junction areas.
Dans un mode de réalisation particulier, et tel que cela est illustré sur la
Dans un autre mode de réalisation, il est possible d’optimiser la résistance de chacun des éléments de structure 25 en adaptant les largeurs R1, R2, R3, R4 et R5 desdits éléments de structure 25. En effet, chacun des éléments de structure 25 de la carcasse 24 ayant une forme et une sollicitation différente, il est possible de déterminer au plus juste chacune des largeurs R1, R2, R3, R4 et R5.In another embodiment, it is possible to optimize the resistance of each of the structural elements 25 by adapting the widths R1, R2, R3, R4 and R5 of said structural elements 25. In fact, each of the structural elements 25 of the carcass 24 having a different shape and stress, it is possible to determine as accurately as possible each of the widths R1, R2, R3, R4 and R5.
Ces différences d’épaisseurs permettent, en outre, de baisser le poids de la carcasse 24, et de gagner en quantité de matériau déposé et en temps de fabrication.These differences in thickness also make it possible to reduce the weight of the carcass 24, and to save in the quantity of material deposited and in manufacturing time.
Préférentiellement, et telle que cela est visible sur la
Toujours de préférence, la première longueur d’arc L1, la deuxième longueur d’arc L2, la troisième longueur d’arc L3 et la quatrième longueur d’arc L4 sont égales entre elles.Still preferably, the first arc length L1, the second arc length L2, the third arc length L3 and the fourth arc length L4 are equal to each other.
Avantageusement, la première épaisseur maximum E1 est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des première et quatrième largeurs R1, R4, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des première et quatrième largeurs R1, R4.Advantageously, the first maximum thickness E1 is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the first and fourth widths R1, R4, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the first and fourth widths R1, R4.
Toujours avantageusement, la deuxième épaisseur maximum E2 est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des deuxième et quatrième largeurs R2, R4, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des deuxième et quatrième largeurs R2, R4.Still advantageously, the second maximum thickness E2 is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the second and fourth widths R2, R4, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the second and fourth widths R2, R4.
Encore avantageusement, la troisième épaisseur maximum E3 est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des deuxième et cinquième largeurs R2, R5, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des deuxième et cinquième largeurs R2, R5.Still advantageously, the third maximum thickness E3 is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the second and fifth widths R2, R5, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the second and fifth widths R2, R5.
Toujours avantageusement, la quatrième épaisseur maximum E4 est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des troisième et cinquième largeurs R3, R5, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des troisième et cinquième largeurs R3, R5.Still advantageously, the fourth maximum thickness E4 is at least equal to 2% and at most equal to 20% of the smallest of the third and fifth widths R3, R5, preferably at least equal to 5% and at most equal to 10% of the smallest of the third and fifth widths R3, R5.
Avantageusement, la première longueur d’arc L1 est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des première et quatrième largeurs R1, R4, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des première et quatrième largeurs R1, R4.Advantageously, the first arc length L1 is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the first and fourth widths R1, R4, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the first and fourth widths R1, R4.
Encore avantageusement, la deuxième longueur d’arc L2 est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des deuxième et quatrième largeurs R2, R4, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des deuxième et quatrième largeurs R2, R4.Still advantageously, the second arc length L2 is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the second and fourth widths R2, R4, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the second and fourth widths R2, R4.
Toujours avantageusement, la troisième longueur d’arc L3 est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des deuxième et cinquième largeurs R2, R5, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des deuxième et cinquième largeurs R2, R5.Still advantageously, the third arc length L3 is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the second and fifth widths R2, R5, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the second and fifth widths R2, R5.
Encore avantageusement, la quatrième longueur d’arc L4 est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 100 fois la plus petite des troisième et cinquième largeurs R3, R5, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 50 fois la plus petite des troisième et cinquième largeurs R3, R5.Still advantageously, the fourth arc length L4 is at least equal to 3 times and at most equal to 100 times the smallest of the third and fifth widths R3, R5, preferably at least equal to 10 times and at most equal to 50 times the smallest of the third and fifth widths R3, R5.
Tel que cela est visible sur la
Tel que cela est bien connu de l’homme du métier, la largeur et la hauteur du cordon d’impression dépendent des dimensions géométriques de la section de sortie de la buse 12 et des paramètres de réglage de la machine de fabrication additive 20.As is well known to those skilled in the art, the width and height of the printing bead depend on the geometric dimensions of the outlet section of the nozzle 12 and the adjustment parameters of the additive manufacturing machine 20.
Avantageusement, la buse 12 de la machine de fabrication additive 20 pourra être changée pendant la fabrication d’une couche de la carcasse 24 afin de faire coïncider la largeur du cordon déposé aux largeurs R1, R2, R3, R4 et R5 de chacun des cordons C1, C2, C3, C4 et C5 des éléments de structure 25, permettant d’effectuer un seul passage avec la buse 12 pour réaliser une couche de chacun desdits éléments de structure 25.Advantageously, the nozzle 12 of the additive manufacturing machine 20 can be changed during the manufacture of a layer of the carcass 24 in order to make the width of the bead deposited coincide with the widths R1, R2, R3, R4 and R5 of each of the bead C1, C2, C3, C4 and C5 of the structural elements 25, making it possible to make a single pass with the nozzle 12 to produce a layer of each of said structural elements 25.
De préférence, les rayons 8 et les éléments de cisaillement 11 sont répartis circonférentiellement selon un pas constant.Preferably, the spokes 8 and the shear elements 11 are distributed circumferentially in a constant pitch.
Toujours selon le procédé de l’invention, le matériau d’impression 21 est, de préférence, un thermoplastique de type polyaryléthercétones (PAEK), comme par exemple le produit AM200® de la société Victrex™, un thermoplastique de type polyetheretherketone (PEEK), un polyamide aliphatique (PA), un polyetherimide (PEI), un polyimide (PI), un polyester glycolisé (PETG), ou un copolyester thermoplastique élastomérique (TPC-ET) comme, par exemple le produit Hytrel® de la société DuPont™.Still according to the process of the invention, the printing material 21 is, preferably, a thermoplastic of the polyaryletherketone (PAEK) type, such as for example the product AM200® from the company Victrex™, a thermoplastic of the polyetheretherketone (PEEK) type. , an aliphatic polyamide (PA), a polyetherimide (PEI), a polyimide (PI), a glycolized polyester (PETG), or an elastomeric thermoplastic copolyester (TPC-ET) such as, for example, the product Hytrel® from the company DuPont™ .
Avantageusement, le matériau d’impression 21 a une température de fusion au moins égale à 180°C et au plus égale à 450°C.Advantageously, the printing material 21 has a melting temperature at least equal to 180°C and at most equal to 450°C.
Avantageusement, le matériau d’impression 21 est différent entre au moins deux types de cordons parmi les cordons respectivement de membrane radialement intérieure C1, de membrane radialement intermédiaire C2, de membrane radialement extérieure C3, de rayons C4 et d’éléments de cisaillement C5. Ainsi, chacun des éléments de structure 25 ayant un besoin fonctionnel différent, par exemple en rigidité ou en flexibilité, il est possible de choisir le matériau ayant les caractéristiques techniques les plus adaptées pour la réalisation de chacun des éléments de structure 25.Advantageously, the printing material 21 is different between at least two types of cords among the cords respectively of radially inner membrane C1, of radially intermediate membrane C2, of radially outer membrane C3, of radii C4 and of shear elements C5. Thus, each of the structural elements 25 having a different functional need, for example in rigidity or flexibility, it is possible to choose the material having the most suitable technical characteristics for the production of each of the structural elements 25.
Il est possible de généraliser l’invention au cas d’une carcasse 24 du pneumatique sans air 1 comprenant, radialement de l’intérieur vers l’extérieur :
-au moins deux structures porteuses 9, la première membrane radialement intérieure 7 de la première structure porteuse 9 étant destinée à être fixée à la jante ou au moyeu 4, chacune des autres membranes radialement intérieure 7 servant d’interface entre chacune des pluralités d’éléments radiaux ou rayons 8,
-et/ou au moins deux bandes de cisaillement 3, la dernière membrane radialement extérieure 5 étant destinée à recevoir la bande de roulement 2, chacune des autres membranes radialement extérieures 5 servant d’interface entre chacune des pluralités d’éléments de cisaillement 11.It is possible to generalize the invention to the case of a carcass 24 of the airless tire 1 comprising, radially from the inside to the outside:
-at least two supporting structures 9, the first radially inner membrane 7 of the first supporting structure 9 being intended to be fixed to the rim or to the hub 4, each of the other radially inner membranes 7 serving as an interface between each of the pluralities of radial elements or spokes 8,
-and/or at least two shear bands 3, the last radially outer membrane 5 being intended to receive the tread 2, each of the other radially outer membranes 5 serving as an interface between each of the pluralities of shear elements 11.
Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques d’un mode de réalisation d’une carcasse 24 destinée à la fabrication d’un pneumatique sans air 1 :
L’invention a également pour objets une carcasse 24 réalisée selon le procédé de fabrication selon l’invention, et un pneumatique sans air 1 comprenant une telle carcasse 24.The invention also relates to a carcass 24 produced according to the manufacturing process according to the invention, and an airless tire 1 comprising such a carcass 24.
Claims (20)
ledit procédé de fabrication additive comprenant les étapes successives suivantes :
(a) fabrication d’une première couche de ladite carcasse (24), s’étendant selon la direction axiale Z, par dépôt d’un matériau d’impression (21) sur le plateau de fabrication (14) par ladite buse (12), pour former, dans un ordre quelconque, des cordons (C1, C2, C3, C4, C5) comme suit :
-un cordon de membrane radialement intérieure (C1), destiné à la fabrication d’une 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 d’une 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 d’une 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 d’une pluralité de rayons (8) reliant la membrane radialement intérieure (7) à la membrane radialement intermédiaire (10), et chacun desdits cordons de rayons ayant une quatrième largeur (R4), et chacun desdits cordons de rayons (C4) ayant au moins une première zone interpénétrée (Z1) avec lesdits 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), chacun desdits cordons de rayons (C4) ayant également au moins une deuxième zone interpénétrée (Z2) avec lesdits 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),
-une pluralité de cordons d’éléments de cisaillement (C5), destinés à la fabrication d’une 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 (C5) ayant une cinquième largeur (R5), et chacun desdits cordons d’éléments de cisaillement (C5) ayant au moins une troisième zone interpénétrée (Z3) avec lesdits 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), chacun desdits cordons d’éléments de cisaillement (C5) ayant également au moins une quatrième zone interpénétrée (Z4) avec lesdits 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),
(b) réalisation d’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.Method for additive manufacturing of a carcass (24) of an airless tire (1) for a vehicle, using an additive manufacturing machine (20) comprising a manufacturing plate (14), perpendicular to the axis of revolution of the carcass (24) having an axial direction Z, and a nozzle (12), capable of moving in the axial direction Z and in any circumferential plane XY perpendicular to the axial direction Z,
said additive manufacturing process comprising the following successive steps:
(a) manufacturing a first layer of said carcass (24), extending in the axial direction Z, by depositing a printing material (21) on the manufacturing plate (14) by said nozzle (12 ), to form, in any order, cords (C1, C2, C3, C4, C5) as follows:
-a bead of radially interior membrane (C1), intended for the manufacture of a radially interior membrane (7) of the carcass (24) and having a first width (R1),
-a radially intermediate membrane bead (C2), intended for the manufacture of a radially intermediate membrane (10) of the carcass (24) and having a second width (R2),
-a bead of radially outer membrane (C3), intended for the manufacture of a radially outer membrane (5) of the carcass (24) and having a third width (R3),
-a plurality of spoke cords (C4), intended for the manufacture of a plurality of spokes (8) connecting the radially inner membrane (7) to the radially intermediate membrane (10), and each of said spoke cords having a fourth width (R4), and each of said spoke cords (C4) having at least a first interpenetrating zone (Z1) with said radially inner membrane cords (C1), said first interpenetrating zone (Z1) having a first arc length ( L1) and, in a radial direction, a first maximum thickness (E1), each of said strands of spokes (C4) also having at least one second interpenetrating zone (Z2) with said radially intermediate membrane strands (C2), said second zone interpenetrating (Z2) having a second arc length (L2) and, in a radial direction, a second maximum thickness (E2),
-a plurality of cords of shear elements (C5), intended for the manufacture of a plurality of shear elements (11) connecting the radially intermediate membrane (10) to the radially outer membrane (5), and each of said cords of shear elements (C5) having a fifth width (R5), and each of said cords of shear elements (C5) having at least a third interpenetrating zone (Z3) with said cords of radially intermediate membrane (C2), said third interpenetrating zone (Z3) having a third arc length (L3) and, in a radial direction, a third maximum thickness (E3), each of said cords of shear elements (C5) also having at least a fourth zone interpenetrated (Z4) with said radially outer membrane cords (C3), said fourth interpenetrated zone (Z4) having a fourth arc length (L4) and, in a radial direction, a fourth maximum thickness (E4),
(b) production of at least one additional layer following step (a), the cords (C1, C2, C3, C4, C5) of the at least one additional layer being superimposed in an axial direction Z on the cords (C1 , C2, C3, C4, C5) of the axially adjacent previous layer with remelting of the interface between the previous layer and the at least one additional layer.
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- 2022-12-14 FR FR2213363A patent/FR3143414A1/en active Pending
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