Brevet FR2006806A1 — publié le 19700102

i 2006806 La présente invention concerne d'une part un procédé pour le traitement, dans les machines de moulage par injection, de matières plastiques subissant une réticulation à chaud, selon lequel la matière plastique est plastifiée par la rotation d'une 5 vis sans fin montée dans un cylindre de masse, l'injection dans l'outil de moulage étant produite par déplacement axial de la vis, et, d'autre part, un dispositif utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé. Suivant les procédés connus de ce type, on travaille des ma-10 tières thermo-plastiques, surtout fluides, dans une machine de moulage par injection en plastifiant dans le cylindre la quantité de matière plastique nécessaire au remplissage complet du moule, par la rotation de la vis sans fin, on l'envoie dans une chambre ou une enceinte du cylindre de masse située en amont de la vis 15 sans fin,puis on injecte la matière thermo-plastique de cette enceinte dans le moule par un seul déplacement axial de la vis. A ces procédés connus est imposée une limite en ce qui concerne le volume de la pièce moulée et en ce qui concerne la puissance des mécanismes hydrauliques existants, car lorsque le vo-20 lume de la pièce moulée est important, des forces d'entraînement considérables sont nécessaires pour produire le déplacement axial de la vis. En supposant qu'on dispose d'une machine à mouler par injection d'une puissance déterminée, l'injection ne peut se faire que par une grande course de la vis sous une faible pres-25 sion ou par une faible course sous une forte pression. Dans le premier cas, et notamment lorsqu'il s'agit de masses visqueuses comme les "duroplastes", la pression ne suffit pas pour remplir parfaitement le moule, notamment lorsque les cavités de ce moule sont grandes et ramifiées, et dans le second cas, le 30 volume de pièces moulées pouvant être atteint est fortement limité. Or c'est précisément dans le cas de masses de matière plastique relativement visqueuse, qu'on a constaté qae le procédé connu ne permet de fabriquer que des pièces moulées de volume relativement réduit. 35 II existe également un procédé utilisable avec les machines à mouler par injection selon lequel la matière plastifiée est injectée directement par la rotation de la vis dans le moule, sans que cette vis effectue de déplacement axial. Ce procédé ne peut naturellement être mis en oeuvre que pour des pressions 69 12157 2 2006806 relativement faibles.. C'est pourquoi"en pratique^il n'est pas possible de traiter des masses;de-1 matière plastique très visqueuse au moyen de ce procédéj en tous cas seulement pour des pièces moulées de très faible volume. On a constaté que lorsque 5 le rapport entre le chemin d'écoulement et l'épaisseur de paroi de la pièce moulée est défavorable, c'est-à-dire par exemple lorsque la forme de la pièce moulée est très compliquée, il n'est pas possible de remplir 'parfaitement le moule, notamment de le comprimer également sur toute sa surface. Lorsque le. masse, de 10 matière plastique est;: très visqueuse.-, les canaux par lesquels elle coule produisent déjà une résistance considérable par friction qui ne- peut, être que très difficilement surmontée avec les pressions pouvant être utilisées avec ce procédé. Un élargissement des canaux d'écoulement entraînerait, pour les matières 15 subissant une réticulation à chaud, des pertes de masse inadmissibles étant donné que la masse réticulée restant dans les canaux d'écoulement ne peut plus être récupérée. Le but de l'invention est de créer un procédé du type précité selon lequel-tout en évitant les inconvénients décrits des 20 procédés connus, il est possible, même avec les puissances d'entraînement usuelles d'une machine à mouler par injection, de fabriquer des pièces moulées de volume relativement important et notamment de traiter des masses de matière plastique visqueuse sans se heurter aux difficultés précitées. 25'^ Suivant l'inventionj ce résultat est obtenu du fait que le remplissage complet du moule est effectué par étapes, par plastification d'une partie de la quantité nécessaire au remplissage du moule, cette plastification s'effectuant en plusieurs stades successifs et en injectant ensuite dans l'outil de moulage la quan-30 tité partielle restante de matière plastique. Du fait du remplissage graduel du moule par quantités partielles,il n'est plus nécessaire de limiter le volume de la pièce moulée pour une puissance d'entraînement donnée. On a constaté que, par rapport au procédé de moulage par injection normal tel qu'il a été décrit 35 précédemment, il est possible de traiter des pièces moulées de volume beaucoup plus considérable, pouvant atteindre jusqu'à 10 fois les volumes usuels. Cette augmentation du volume.de la pièce moulée peut être obtenue sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la puissance d'entraînement dont on dispose. 69 12157 3 2006806 Par rapport au procédé connu et précédemment décrit comportant l'injection directe par rotation de la vis, il est au contraire possible d'obtenir des pressions d'injection beaucoup plus élevées par le déplacement axial de la vis. Alors que par exemple 5 avec ce procédé, il est possible d'exercer une pression de 250 à ? MOO kp/cm sur la masse à injecter, du Tait de la rotation de la vis, les recherches qui ont conduit à l'invention ont montré qu'en remplissant graduellement le moule suivant le procédé de l'invention, il est possible d'atteindre des pressions d'injection pou- O 10 vant atteindre de 1200 à 2000 kp/cm . L'avantage considérable du procédé/ objet de l'invention,réside notamment dans le fait qu'il est possible de travailler sans difficulté des masses de matière plastique très visqueuses, notamment pour la fabrication de pièces moulées à paroi présentant de grandes différences d'épaisseur, 15 tout en utilisant des canaux d'écoulement de section usuelle. On a constaté que même lorsque le rapport entre le chemin d'écoulement et l'épaisseur des parois est très grand, il est possible d'obtenir un remplissage complet du moule, les parties superficielles de la pièce moulée présentant line densité parfaite. Dans 20 l'ensemble, l'invention permet d'étendre les domaines d'application d'une machine à mouler par injection de type usuel à de très grands volumes de pièces moulées et de l'utiliser pour le traitement de masses de matière plastique très visqueuses. Il est connu, dans une machine à mouler par injection du type 25 précité, de produire sur la vis, indépendamment de sa rotation, une vibration s'exerçant dans le sens axial. Cependant le remplissage du moule s'effectue de la manière décrite, avec un seul déplacement de la vis, la vibration ne servant uniquement qu'à favoriser le déplacement de la masse et à produire dans la masse 30 de matière plastique le développement de chaleur interne. Etant donné que selon le procédé^objet de l'invention, le remplissage du moule s'effectue par étapes en y introduisant des quantités partielles, il peut être essentiel pour certaines masses de matière plastique déterminées de prendre des dispositions afin 35 que les quantités partielles déjà injectées dans l'outil de moulage ne soient pas prématurément réticulées par la chaleur régnant dans l'outil. Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé, cet inconvénient est évité en réglant la température de l'outil de moulage en fonction du nombre des étapes de remplissage, de telle 69 12157 4 2006806 sorte que la réticulation de la quantité partielle de matière plastique déjà injectée s'effectue afin qu'une réticulation complète des quantités partielles les unes entre les autres soit assurée une fois que le moule a été complètement rempli. Ceci est 5 rendu possible par exemple du fait que la température de l'outil de moulage est réglée à un seuil de température approprié. Pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, il est important que le remplissage du moule s'effectuant par étapes soit terminé au bon moment. Suivant une autre particularité de 10 l'invention,ceci s'obtient de façon très simple en terminant le remplissage du moule par étapes en fonction de l'ouverture de l'outil de moulage se produisant sous la pression de l'injection, une fois que cet outil de moulage est rempli (respiration). De cette façon,on utilise positivement un phénomène se produisant 15 lors du remplissage du moule pour commander son remplissage. L'invention concerne également un dispositif utilisable pour la mise en oeuvre du procédé décrit, sur une machine à mouler par injection comportant au moins deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre en vue de son ouverture et de sa fermeture. Ce 20 dispositif est caractérisé par un élément de commande de très grande sensibilité monté sur l'outil de moulage et actionné par la "respiration" de l'outil de moulage. Le dessin schématique annexé montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'objet de l'inven-25 tiaH. La figure unique est un graphique illustrant les divers stades de remplissage du moule. Le procédé,objet de l'invention,est utilisé pour traiter des matières plastiques capables de subir une réticulation à chaud 30 dans les machines de moulage par injection comportant une iris sans fin tournant dans un cylindre de masse et déplaçable axia-lement. La rotation de la vis sert à plastifier la masse de matière plastique et son déplacement axial est destiné à produire l'injection. 35 Le procédé tel que le prévoit l'invention est mis en oeuvre de telle sorte que, par suite de la rotation de la vis, une partie de la quantité de matière plastique nécessaire au remplissage du moule soit plastifiée et envoyée de la manière connue dans l'enceinte du cylindre de masse qui se trouve en amont de la vis. 69 12157 5 2006806 Lorsque la plastification et la translation de la quantité partielle sont terminées, un déplacement axial de la vis injecte cette première quantité partielle dans le moule. A cette première .injection fait suite le stade suivant du procédé, c'est-à-dire 5 qu'une autre quantité partielle est plastifiée et transportée par la rotation de la vis, et, une fois terminée la plastification et le transfert, un nouveau déplacement axial de la vis provoque l'injection de cette seconde quantité partielle. Le moule est ainsi graduellement rempli par étapes par les 10 quantités partielles de matière plastique. L'injection ou le remplissage du moule se produisant par étapes continue ainsi jusqu'à ce que la cavité du moule soit complètement remplie par la masse de matière plastique. Ce remplissage par étapes est terminé au moment où se produit ce qu'on a appelé la "respiration" de l'outil 15 de moulage sous l'effet de la pression produite par l'injection et au cours de laquelle le moule s'ouvre donc selon une très faible amplitude. A ce moment!on interrompt le remplissage du moule et l'injection de la masse de matière plastique est terminée. La.réticulation de la matière plastique peut alors s'effec-20 tuer dans le moule rempli. Afin d'éviter une réticulation prématurée des quantités partielles de matière plastique introduites dans le moule, on règle la température du moule en fonction du nombre de stades de remplissage, de telle sorte que la réticulation de la quantité partielle de matière plastique injectée ne 25 s'effectue que si une réticulation complète des quantités partielles entre elles est assurée après que le moule a été complètement rempli. Le graphique représenté sur le dessin est destiné à expliciter un mode d'utilisation selon lequel le remplissage complet du 30 moule s'effectue en quatre stades. A l'instant zéro, le premier stade de plastification et de translation de la première quantité partielle doit être terminé. Puis, dans le temps tl s'effectue la première injection par déplacement axial de la vis. Une fois terminée cette injection, le moule est rempli au quart. A partir 35 du laps de temps tl se produit, dans le laps de temps t2 la plastification et le transport de la seconde quantité partielle. A la fin du laps de temps t2 commence un nouveau déplacement axial de la vis* Cette seconde quantité partielle est injectée dans le moule qui est alors rempli à 50 %, Le remplissage se 69 12157 6 2006806 poursuit ainsi par étapes de sorte qu'à la fin du laps de temps t3s le moule est rempli à 100 %.■ Pendant cette dernière injection se produit ce qu'on a appelé la "respiration" du moule, ce qui interrompt le remplissage par des moyens de commande appro-5 priés. A la fin du laps de temps t3 commence le temps de durcissement proprement dit, c'est-à-dire la réticulation de la totalité de la matière introduite dans le moule. Suivant l'inventionj afin que le remplissage du moule se termine exactement au moment où se produit sa "respiration", il 10 est prévu sur l'outil de moulage un élément de commande de très grande sensibilité constatant la respiration du moule entre deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre et émettant une impulsion de commande appropriée afin de terminer le remplissage. Il peut être utilisé par exemple un micro-contacteur électrique 15 dont le fonctionnement se déclenche au moment où le moule "respire" et qui émet une impulsion de commande électrique. Les détails de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation du dispositif décrits peuvent être modifiésjsans s'écarter de 1'inventionfdans le domaine des équivalences tech-20 niques. 69 12157 7 2006806 REVENDICATIONS 1. Procédé pour le traitement, dans des machines à mouler par injection, de matières plastiques subissant une réticulation à chaud, selon lequel la matière plastique est plastifiée dans un cylindre de masse par la rotation d'une vis sans fin et est in- 5 jectée dans l'outil de moulage sous l'effet du déplacement axial de cette vis consistant, à titre caractéristique^ produire en plusieurs stades le remplissage complet du moule par plastification, effectuée en plusieurs phases successives, d'une partie de la quantité totale de matière plastique destinée à remplir le 10 moule, puis à injecter dans le moule cette quantité partielle de matière plastique plastifiée. 2. Procédé suivant la revendication ls consistant à régler la température de l'outil de moulage en fonction du nombre de phases de remplissage, de telle sorte que la réticulation de chaque quan- 15 tité partielle de matière plastique injectée ne se produise que de façon à produire la réticulation complète des quantités partielles les unes entre les autres qu'après le remplissage complet du moule. 3. Procédé suivant lesrevendications1 et 2,consistant à ter-20 miner le remplissage du moule par étapes en fonction de l'ouverture ou de la "respiration" du moule s'effectuant sous l'effet de la pression de l'injection une fois que le moule est complètement rempli. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les 25 revendications 1 à 3, utilisable sur une machine §, mouler par injection comportant au moins deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre pour produire l'ouverture et la fermeture du moule, caractérisé par la présence d'un élément de commande de très grande sensibilité monté sur l'outil de moulage et eatrant en 30 action en réponse à la "respiration" de l'outil de mou&age.