Brevet FR2002579A1 — publié le 19691031

La présente invention concerne un procédé de moulage par soufflage avec injection et a trait plus particulièrement à un procédé et à un dispositif facilitant la fabrication d'articles composites répondant à des spécifications données et à bas prix de revient. La fabrication d'articles en matière plastique composites et plus particulièrement d'articles stratifiés a été décrite par exemple dans les brevets des Stats-Unis d'sérique N 2.710.987 et 3.091.000. Les procédés et dispositifs de fabrication classique présentent un certain nombre dtinconvénients. On a proposé par exemple d'extruder simultanément des tubes concentriques en matière plastique, les tubes étant dilatés dans un moule d'expansion pour former l'article final. On a également proposé de former d'abord une coquille puis d'introduire dans celle-ci une ébauche qui est ensuite dilatée de façon à former un revêtement de la coquille. Le premier procédé présente tous les inconvénients des procédés et dispositifs de soufflage avec extrusion, par comparaison au procédé et dispositif de soufflage avec injection, un inconvénient consistant en particulier en ce que les basses températures d'extrusion provoquent une mauvaise adhérence relative des deux substances de moulage. Cet inconvénient se fait particulièrement sentir lorsque l'une des substances de moulage est du styrène ou bien une autre matière de faible chaleur spécifique, et, par conséquent, à refroidissement rapide. le second procédé fait intervenir un intervalle de temps considérable entre la formation de la coquille extérieure et le dépôt du revêtement, les faibles températures existant pendant la phase de stratification altèrent l'adhérence et on rencontre des difficultés pour évacuer l'air emprisonné entre le revêtement expansé et la coquille préformée. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés et dispositifs classiques mentionnés plus haut. zn particulier, l'invention a pour objet un procédé et un dispositif facilitant la fabrication d'articles en matière plastique composites tout en permettant d'obtenir le même rendement et la même rentabilité que dans la fabrication d'articles moulés par soufflage avec injection et formés à partir d'une seule substance de moulage. Dans le dispositif selon l'invention, il est prévu un noyau de moule, un premier dispositif d'injection pour injecter une substance de moulage dans une première cavité ménagée autour du noyau de façon à former une ébauche primaire, ainsi qu'un second dispositif d'injection pour injecter une substance de moulage da une seconde cavité délimitée en partie par l'ébauche primaire pom former une ébauche secondaire. Il est également prévu un disposi- tif d'expansion pour assurer l'expansion de l'ébauche secondaire en vue de former l'article final composite. Un support soutier Id premier dispositif d'injection, le second dispositif d'injection e4 le dispositif d'expansion dans des positions espacées et il est prévu un mécanisme pour positionner d'abord le premier dispositif d'injection et le noyau de moule pour former l'ébauche primai puis pour positionner le second dispositif d'injection, le noyau de moule et l'ébauche primaire pour former l'ébauche secondairc$ et pour positionner finalement le dispositif d'expansion, le noyau de moule et l'ébauche secondaire pour former l'article final. Suivant le procédé de l'invention, on place le premier dispositif d'injection en position de travail par rapport à un noyau de moule autour duquel est ménagée une première cavité aw moulage, on injecte une substance sortant du premier disposit d'injection dans la première cavité de moulage de façon à former une ébauche primaire, on fait déplacer relativement le noyau dc moule et l'ébauche primaire d'une part ainsi que le premier dispo- sitif d'injection et le second dispositif d'injection d'autre p & pour séparer le premier dispositif d'injection du noyau de moule et de l'ébauche primaire et pour positionner le second dispositif d'injection d'une part et le noyau de moule et l'ébauche primaire d'autre part, puis on injecte à partir du second dispositif din- jection une substance moulage dans une seconde cavité délimitez en partie par l'ébauche primaire. De cette manière, on forme une ébauche secondaire qui est ensuite expansée de façon à former l'ar- ticle final composite. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention se- ront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à ti.- tre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - fig 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et - fig 2 et 3 sont des vues partielles d'une variante du dispositif de la fig. 1. La fig. 1 représente un dispositif 10 selon l'invention qui comprend une table tournante 12 pourvue d'une surface horizontale 14 et montée de manière à tourner sur un arbre vertical 16 La table 12 porte plusieurs noyaux de moule 18, 20, 22 et 24. On peut monter tout nombre approprié de noyaux sur la table 12, qui en comporte huit sur la fig. les noyaux sont répartis par groupes, le premier groupe 18 étant situé dans un premier poste 28, le second groupe 20 dans un second poste 30, le troisième groupe 22 dans un troisième poste 32 et le quatrième groupe 24 dans un quatrième poste 34. les postes 28, 30, 32 et 34 sont répartis à intervalle de 900 à la périphérie de la table tournante 12. Certaines caractéristiques de la table tournante sont classiques et ont été définies par exemple dans le brevet des Ltats-Unis d'Amérique NO 3.11O.9136 Dans le premier poste 28, une substance de moulage 36 présentant une température de fluage de 17600 par exemple, est injectée des buses 38 dans les cavités 40 délimitées en partie par des surfaces 42 des noyaux 18. La substance de moulage 36 injectée dans les cavités 40 forme des ébauches primaires sur les noyaux 18 et lorsque la table 12 est tournée zanis le sens des aiguilles d'une montre autour de l'arbre 16 et dlun angle de 900, comme indiqué par la flèche 44, les ébauches primaires formées-dans le poste 28 passent dans le second poste 30. Dans le second poste 30, une substance de moulage 36' qui peut avoir une température de fluage inférieure à 176 C, ou en tous cas inférieure à la température de fluage de la substance 36, est injectée par les buses 38' dans les cavités 40' délimitées en partie par les surfaces 42' des ébauches primaires. Du fait que la substance 36' à une température de fluage inférieure à celle de la substance 36, elle peut être injectée dans les cavités 40' à une température plus basse et qui est insuffisante pour provoquer un fluage de la substance 36, assez tout au moins pour empêcher l'é- tablissement d'une liaison solide entre les substances 36 et 36'. L'injection de la substance 36' dans les cavités 40' termine la formation des ébauches secondaires sur les noyaux 20 et, lorsque la table 12 est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'arbre 16 d'un angle de qOO, comme indiqué par la flèche 44, les ébauches secondaires arrivent dans le troisième poste 32. Les noyaux 22 représentés dans le troisième poste 32, et qui ont été amenés dans ce poste en provenance du second poste 30, sont placés de manière qu'un fluide tel que de l'air puisse être introduit à l'intérieur des ébauches par l'intermédiaire de canaux (non représentés), ménagés dans les noyaux 22. L'introduction de l'air, ou d'un autre fluide, assure l'expansion des ébauches en vue de donner le profil désiré aux articles finaux 46. les articles 46 sont composites, et en particulier sont stratifiés. Les limites extérieures des cavités 40' de moulage par injection sont formées par des évidements ménagés dans un moule d'injection 48' prévu dans le second poste 30 tandis que les limites extérieures des cavités de moulage par expansion sont formées par des évidements ménagés dans un moule de soufflage ou d'expansion 50. I1 est à noter que les évidements ménagés dans le moule d'expansion 50 sont plus grands que ceux du moule d'injection 48lo En conséquence, l'introduction d'air ou d'un autre fluide, par l'intermédiaire des noyaux 22, dans le troisième poste 32 provoque la dilatation des ébauches formées sur les noyaux et l'amincissement des parois de l'article stratifié lorsqu'il prend son profil final. Des moyens classiques sont prévus pour faciliter la séparation des noyaux et des moules 48, 48' et 50 en vue de permettre une rotation de la table 12. Typiquement, par exemple, les moules 48, 48' et 50 sont formés de plusieurs éléments qui peuvent être séparés et déplacés pour créer un jeu. les noyaux de moule 24 sont situés dans le quatrième poste 34 qui est celui dans lequel les articles stratifiés 46 terminés de fabrication dans le troisième poste sont enlevés, par exemple à la maint Suivant l'invention, un support 60 soutient les dispositifs d'injection 38 et 38' et le dispositif d'expansion comprenant une source 62 d'air comprimé ou d'un autre fluide approprié pour assurer la dilatation des ébauches placées dans des positions espacées. Un tuyau 62' relié à la source 62 d'air comprimé ou d'un autre fluide est raccordé par des moyens classiques (non représentés) à des conduits d'air ménagés dans les noyaux de moulage pour faciliter l'expansion des ébauches dans le poste 32. Un mécanisme d'entraînement tel qu'un moteur 64 actionne un pignon 66 en prise avec un pignon 68 concentrique à l'arbre 16 de manière à faire tourner la table 12 en vue d'abord de positionner le dispositif d'injection 38 et un groupe donné de noyaux de moulage pour former l'ébauche primaire, puis pour positionner le second dispositif d'injection 38' et les mêmes noyaux de moule ainsi que les ébauches primaires pour former les ébauches secondaires, et finalement pour positionner le dispositif d'expansion comprenant la source o2 d'air comprimé ou d'un autre fluide et les noyaux de moule ainsi que les ébauches secondaires pour former les articles stratifiés finaux. La substance de moulage 36 injectée dans les premières cavités 40 et la substance de moulage 36' injectée dans les secondes cavités 40' peuvent être des matières plastiques de natures différentes. Ear exemple, les substances injectées dans les deux postes 28 et 30 peuvent différer en couleur ou en aspect. Une substance peut être opaque et l'autre transparente, ou bien une substance peut être d'une couleur brillante et l'autre incolore, etc ... également, une des substances peut être imperméable et de haute qualité tandis que l'autre est moins coûteuse et éventuellement perméable, tout en formant néanmoins le corps de l'article final et en contribuant à lui donner sa résistance. ainsi, l'une des substances de moulage peut être un polyamide et l'autre du styrène. Ou bien, la substance extérieure, mais non la substance intérieure, peut être caractérisée par une propriété de surface désirée, à savoir par une résistance à l'abrasion, tandis que la substance intérieure, mais non la substance extérieure, est caractérisée par une autre propriété désirée, par exemple sa compatibilité avec le contenu de l'article final. également, la substance de moulage peut différer en densité, en température de fluage, etc ... I1 va de soi que le nombre de combinaisons de types différents de substances de moulage qui peuvent être utilisées suivant l'invention est illimité. De même, la configuration spécifique des articles finaux 46 n'est en aucune manière limitée à celle représentée. Sur les dessins, l'article composite 46 est stratifié, toute la substance 36 formant un revêtement pour le récipient tandis que toute la substance 36' forme la partie extérieure du récipient. Cependant, il va de soi qu'une des substances pourraient former par exemple la zone supérieure du récipient (à la fois sa partie intérieure et sa partie extérieure) tandis que l'autre substance pourrait former la zone inférieure du récipient (à la fois sa partie intérieure et sa partie extérieure). Ou bien une des substances pourrait former tout un côté d'un article tandis que l'autre substance formerait tout l'autre côté de l'article. salement, le nombre de combine~ sons est illiité. Les fig. 2 et 3 mettent en évidence une application d procédé selon l'invention pour effectuer les injections succeÎrn- ves des substances de moulage 36 et 36'. Comme le montre la fig 2, la substance 36 est introduite dans une cavité de moule Q'x s'étend pas sur toute la longueur du noyau 18 mais qui entoure c:^ dernier dans le sens circonférentiel. Comme le montre la fig. 5 la substance 36' est introduite dans une seconde cavité espacée ce la substance 30 le long de l'axe du noyau 18. La seconde cavité Qrj moule comporte une lisière formée en partie par la substance V, in conséquence, l'injection de la substance 36 forme une ébauche primaire tandis que l'injection de la substance 30' complète 7 formation d'une ébauche secondaire, comme dans le cas du mode de réalisation de la figo 1, mais la relation entre les substances 36 et 36' dans le mode de réalisation des fig. 2 et 3 est légèreèii différente de la relation entre les substances 36 et 36' dans Ze mode de réalisation de la fig. 1. Spécifiquement, une expansion de l'article composite produite par le procédé mis en évidence sur les fig. 2 et 3 permet d'obtenir un article dont la partie exté rieure est formée par les substances 36 et 36', de meme que sa partie intérieure. La quantité de substance nécessaire pour remplir l'une des cavités de moule peut dans certains cas être choisie avanteteu- sement de manière à dépasser sensiblement la quantité de substance nécessaire pour remplir l'autre cavité. Dans le mode de réalisa- tion de la fig. 1 par exemple, on peut choisir une substance peu coûteuse pour être injectée dans la plus grande des deux cavités et une substance de qualités désirées - imperméabilité par exeple - pour être injectée dans la plus petite cavité, ce qui réduit au minimum le prix de fabrication de l'article final. La production d'articles s'effectue de façon continue, la première et la seconde opérationsitinåection, l'opération d'ex- pansion et l'opération d'injection étant exécutées simultanément respectivement dans les postes 28, 30, 32 et 34. L'exécution de ces quatre opérations alterne avec l'exécution de l'opération de présentation de manière que, à chaque mouvement de 900 de la table 12, un nouveau groupe d'articles stratifiés soit terminé. En conséquence, on réalise suivant l'invention un procédé et un dispositif nouveau et très efficace qui facilitent la fa brication d'articles composites en matière plastique répondant à des spécifications déterminées telles que l'imperméabilité, l'aspect et d'autres propriétés, au prix de revient minimal. Le procédé et le dispositif selon l'invention facilitent la fabrication d'articles composites en matiere plastique aussi rapidement que des articles non stratifiés et ils permettent, par conséquent, d'effectuer un progrès important dans le domaine du mou lage par soufflage avec injection. L'invention fait intervenir une technique de moulage par soufflage avec injection au lieu d'une technique de moulage par soufflage avec extrusion et elle permet ainsi d'utiliser des températures suffisamnent levées pour obtenir une liaison solide des deux substances de moulage. I1 est possible d'apporter de nombreuses modifications aux modes de réalisation décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le support 60 et les éléments d'entraînement 64, 66, 68 ont été représentés de façon schématique et ont été donnés seulement à titre d'exemple non limitatif, mais il va de soi qu'on peut mettre au point d'autres agenceents appropriés pour remplir les fonctions requises de soutien et de présentation. En particulier, le choix d'un intervalle angulaire de 900 pour séparer les postes 28, 30, 32 et 34 est simplement donné à titre d'exemple et il va de soi qu'on peut utiliser d'autres intervalles angulaires, et même des dispositions linéaires et non-circulaires ou autres. Egalement, bien qu'on n'ait représenté que deux postes d'injection 28 et 30, il va de soi qu'on peut utiliser trois postes ou plus pour la fabrication d'articles composites comportant trois couches ou plus en-préséntant une structure plus compliquée. REA g DICATIONS 1. Dispositif de moulage par soufflage avec invention d'un article en matière plastique, caractérisé en ce ou'il comprend un noyau de moule, un premier dispositif d'injection pour.injecter une substance de moulage dans une première cavité ménagée autour du noyau de façon à former une ébauche primaire, ainsi qu'un second dispositif d'injection pour injecter une substance de mou lage dans une seconde cavité délimitée en partie par l'ébauche primaire pour former une ébauche secondaire, un dispositif d'expansion pour assurer l'expansion de l'ébauche secondaire en vue de former l'article final composite, un support pour soutenir le premier dispositif d'injection, le second dispositif d'injection et le dispositif d'expansion dans des positions espacées et un mécanisme pour positionner d'abord le premier dispositif d'injection et le noyau de moule pour former l'ébauche primaire puis pour positionner le second dispositif d'injection, le noyau de moule et l'ébauche primaire pour former l'ébauche secondaire, et enfin pour positionner le dispositif d'expansion, le noyau de moule et l'ébauche secondaire pour former l'article final. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la substance de moulage injectée dans la première cavité de moule et la substance de moulage injectée dans la seconde cavité de moule sont des matières plastiques de natures différentes. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la substance de moulage injectée dans la première cavité de moule et la substance injectée dans la seconde cavité de moule ont des aspects différents. 4. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé an ce que la substance de moulage injectée dans la première cavité de moule est imperméable tandis que la substance de moulage injectée dans la seconde cavité de moule confère à l'article sa résistance et est moins coûteuse que la substance injectée dans la première cavité. 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé aJn ce que la quantité de substance nécessaire pour remplir une cavité dépasse sensiblement la quantité de substance nécessaire pour remplir l'autre cavité. 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support comprend une table tournante sur laquelle est mon té le noyau, le dispositif d'entraînement faisant tourner la ta-. ble de façon à faciliter les dits positionnements successifs. 7. Procédé pour mouler par soufflage avec injection un ararticle en matière plastique, caractérIsé en ce qu'on place le premier dispositif d'injection en position de travail par rapport à un noyau de moule autour duquel est ménagée une première cavité de moulage, on injecte une substance sortant du premier dispositif d'injection dans la première cavité de moulage de façon à former une ébauche primaire, on fait déplacer relativement le noyau de moule et 1' ébauche primaire d'une part ainsi que le pre mier dispositif d'injection et le second dispositif d'injection d'autre part, pour séparer le premier dispositif d'injection du noyau de moule et de l'ébauche primaire et pour positionner le second dispositif d'inåection, d'une part, et le noyau de moule et l'ébauche primaire, d'autre part, puis on injecte à partir du second dispositif d'injection une substance de moulage dans une seconde cavité délimitée en partie par l'ébauche prImaire et on assure l'exoanslon de la dite ébauche secondaire pour former un article de structure composite. 8. Procédé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la substance de moulage injectée dans la première cavité de moule et la substance de moulage injectée dans la seconde cavité ont des températures de fluage différentes. 9. Procédé suivant la revendication 7 caractérisé en ce qu'on sélectionne une substance de moulage peu couteuse pour être injectée dans l'une des cavités et une substance de moulage présentant les qualités désirées pour être injectée dans l'autre cavité.