Brevet FR2087749A1 — publié le 19711231

L'invention, due à Monsieur Jacques CADARS et à Monsieur Roger GERBET, concerne un procédé de formage à pression. Pour le formage à pression, on utilise fréquemment l'effort développé par une presse. Cet effort s'exerce dans une seule direction, ce qui entraîne une limitation pour l'obtention de certaines formes. De plus, l'installation est toujours relativement compliquée quand le formage doit avoir lieu à chaud. On utilise également la pression d'un fluide, liquide ou gazeux, s'exerçant le plus souvent dans une poche ou vessie souple. l'installation est aussi relativement compliquée et des limitations sont introduites par des considérations de température. Le procédé de formage selon l'invention est caractérise par l'application, en tant qu'agent de pression, d'un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est élevé. La mise en oeuvre du procédé exige donc simplement une élévation de température. Le procédé est d'une simplicité extrême. Il rend inutile tout apport d'énergie mécanique externe. Il trouve une utilisation particulièrement avantageuse pour le formage de matériaux qui doivent, dans ce but, Xetre soumis à une élévation de température, comme c'est le cas pour la fabrication d'objets en résines thermo-durcissables ou en certains métaux. L'invention vise d'une manière particulière l'application d'un élastomère en tant que matériau générateur de pression, en raison de l'avantage qu'il présente de pouvoir être utilisé d'une manière répétée dans des processus de formage. Non seulement un élastomère présente un coefficient de dilatation thermique élevé, mais également son module d'élasticité est faible, de sorte qu'il peut, entre certaines limites de déformation qui lui sont imposées, transmettre les pressions de façon quasi-hydrostatique. L'invention vise spécialement l'application d'un élastomère à base de silicone. On profite alors simultanément de la résistance de ce matériau aux températures élevées et de ses propriétés de démoulage. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé qui est un schéma d'un appareil de moulage mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. L'appareil de moulage comprend une enceinte 10 à parois rigides comportant une paroi latérale il et un fond 12. Du fond 12 est solidaire un poinçon 13 dont la surface 14 épouse la forme d'une des faces de la pièce à obtenir. La matrice 15 est en un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique relativement élevé. Ce matériau constitue un bloc dont la face latérale 16 épouse la forme de la face interne 17 de la paroi latérale 11 de l'enceinte. La face 19 du bloc épouse la surface interne 20 d'un couvercle 21, qu'on peut verrouiller sur la paroi latérale 11. Le bloc 15 présente en outre une surface 24, de moulage, qui est sensiblement celle de la surface à réaliser sur la pièce à mouler opposée à celle qui reproduit la surface 14 du poinçon 13. Dans l'intervalle 22, ménagé entre la surface 14 du poinçon 13 et la surface 24 de la matrice, on dispose la matière, simple ou composite, à soumettre au formage, par exemple des couches de tissu, de fibres de verre ou analogue, 23, imprégné par une résine thermodurcissable. L'ensemble est porté à la température qui convient au durcissement de la résine, par exemple par mise en place dans une é tune. les dimensions du bloc 15 sont déterminées pour que le déplacement, sous l'effet de la dilatation volumique, de la surface 24 dudit bloc en contact avec le matériau à former lui permette de compenser la diminution d'épaisseur dudit matériau au cours du retrait de celui-ci et que, lorsque la polymérisation de la résine est obtenue, le bloc 15 remplisse totalement le volume de l'enceinte délimité par ses parois et la surface du matériau à former en engendrant la pression de formage souhaitée pour ledit matériau. En négligeant d'une part la dilatation thermique propre de l'enceinte sous l'effet des sollicitations mécaniques de l'élas- tomère, l'enceinte étant de toute façon conçue pour betre très rigide, le volume initial V d'élastomère à mettre en oeuvre pour assurer le formage du matériau à mouler à la température T et à la pression P souhaitées, est fourni par la relation dans laquelle est le coefficient de dilatation thermique volu mique de l'élastomère ; ss est le coefficient de compressibilité de l'élas tomère ;; bV est l'accroissement de volume que doit présenter l'élastomère pour compenser la diminution d'é- paisseur du matériau au cours du retrait de celui-ci. de durcissement Après que l'ensemble ait été maintenu à la température/pendant le temps requis, il est ramené à la température initiale. On déverrouille le couvercle 21. On l'enlève, ainsi que le bloc 15, et on obtient la pièce moulée. Suivant un mode d'exécution, on interpose des ressorts tarés entre le moule et le couvercle de fermeture. On évite ainsi des déformations du moule. Suivant encore un autre mode d'exécution, on ménage, dans le même but, des espaces libres entre le bloc et les parois de l'enceinte, dont le volume absorbe l'excédent de dilatation dudit bloc. On prévoit aussi, dans le même but, l'utilisation d'une soupape. La simplicité de l'installation la rend particulièrement bien adaptée au moulage de matériaux pour lesquels l'opération doit être conduite sous vide ou en atmosphère contrôlée. Les blocs en élastomère pour le moulage peuvent entre utilisés en succession un grand nombre de fois. Pour un stratifié à base de résine phénolique, on utilise avantageusement comme matériau constitutif du bloc 15 un élastomère à base de silicone. Le matériau peut avantageusement etre obtenu par moulage d'une composition du commerce, par exemple choisie parmi celles qui sont vendues sous le nom de RTV 601 et de Silastène 183 par la S.I,S.S, Ces compositions ont un coefficient de dilatation thermique cubique très élevé, de l'ordre de 0,8 x 10 3. Elles peuvent être moulées à froid ou à des températures peu élevées (600), de sorte que les blocs peuvent être obtenus dans un moule en bois simple et d'un faible cott ou bien directement dans l'enceinte de moulage contenant le poinçon, en réservant dans la matrice, à l'aide de cire, l'épaisseur correspondant à la pièce à mouler. La propriété intrinsèque des silicones assure un démoulage du stratifié sans difficultés. L'invention vise également l'application d'un tel matériau pour le formage par emboutissage. La feuille à emboutir est placée sur un moule à cavités. Elle est surmontée par un bloc en ma