Brevet FR2086463A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces moulées renforcées aux fibres de verre. Elle concerne également les pièces moulées fabriquées par ce procédé. Le procédé de fabrication de pièces moulées renforcées 5 aux fibres de verre, le plus courant, consiste en une méthode dite de stratification manuelle, dans laquelle on pose une nappe de fibres de verre sur une matrice façonnée, et l'on incorpore la résine de fixation dans les fibres de la nappes à la brosse ou au cylindre enducteur. Ce procédé prend du temps et exige une 10 main d'oeuvre spécialisée. Un autre procédé de moulage, mis au point plus récemment, est le procédé dit "de moulage par compression à froid", dans lequel on comprime une nappe de fibres de verre, en général de fibres longues, avec une résine, entre deux matrices pesantes . Il faut serrer ensemble les matrices à faible 15 vitesse, de façon à garantir la nénétration de la résine dans le feutre. Un inconvénient de ce procédé réside cependant dans le fait qu'il existe une certaine probabilité que de l'air soit emprisonné entre les matrices, ce qui aboutirait à la formation de taches ou de poches dans la pièce moulée requise. En outre, 20 de par sa nature propre, l'appareil est très lourd, encombrant, compliqué, cher et, en tout cas, l'appareillage mis en jeu est bloqué pendant un temps considérable lorsque les résines sont en cours de durcissement. L'inventiçn se propose d'éliminer les inconvénients des 25 procédés appliqués jusqu'à présent, en mettant au point un procédé qui prenne moins de temps, nécessite un appareil moins compliqué et moins cher, et soit plus efficace dans la prévention des taches. A cette fin, selon l'invention, on injecte la résine à mouler dans l'espace compris entre deux matrices délimitant 30 entre elles la forme à obtenir par moulage, espace dans lequel on place une nappe de fibres de verre dont les bords sont pincés entre les bords des matrices, l'écartement entre les matricesnaux bords où la nappe est ainsi pincée étant tel qu'il permet à de l'air de s^échapper tout en empêchant l'écoulement de la résine à 35 travers 1'interstice0 Il n'est pas possible d'être précis en ce qui concerne l'écartement des matrices à l'interstice de pincement, mais il semble qu'il est important de régler l'écoulement d'air à travers lui, tout en empêchant la résine de passer. Il s'est avéré prati-40 quement qu'en utilisant un écartement de 0,40 à 0,56mm par Kg/m2 71 15333 2 2086463 de fibres de verre de renforcement utilisées dans le moule, on obtient une pièce moulée satisfaisante. ti snt r>ré"pér,?.bl ° oi'p les fibres de verre de 1.9 nappe soient du type long continu, bien qu'il semble que l'on puisse 5 aprl?.roi.er le nrocédé avec les fibres de verre courtes nui sont tr*c cour arment utilisées dans 1 ' industrie du moulage aux fibres de verre, et °.~7gc d. 'autres type?, d? f*bres de ver^e - comme le mat d'aiguilles classique. Ce aui eQi" important, c'est que la cavité du seule soit pratiqueront ^en^lie de fibres de verre. 10 Comme la pression d'inîe^tion peut être relativement faible (c'est-à-dire voisine de kg/em2) les matrices peuvent être d'une construction relativement légère, pourvu, bien entendu, qu'elles soient suffisamment rigides. pour éviter d'être déformées, et l'on évite ainsi le prix revient élevé des matrices et de if l'appareillage associé au moulage par compression à froid. Pour mettre en oeuvre l'invention, des matrices de matières moulées aux fibres de verre se sont avérées appropriées. le procédé selon 1. invention se prête facilement aux techniques de production en série. 4insi, par exemple, on peut ?0 mettre en place une série de matrices, et déplacer l'appareillage d'injection d'une matrice à l'autre, l'injection avant lieu sur les matrices alignées, tandis que le durcissement a lieu dans les matrices lesquelles on a effec+ué précédemment l'injection." Une conséquence très importante de l'invention réside 25 dans l'économie de temps considérable que l'on réalise par ranport au moulage à stratification manuelle et du moulage par.compression à froid. L'expérience a montré, au cours du moulage d'un article particulier, que si le moulage prenait, dans la technique de moulage par compression à froid, environ -i.ngt minutes, le procédé de moulage par injection selon 1'invention prenait environ deux à trois minutes. Un autre exemple constitué par une nièce moulée qui était autrefois stratifiée-à la main en une heure dix minutes, et qvii demande 11 secondes pour être obtenue par injection. En ce qui concerne la rature de la résine utilisée, il 35 semble que les résines polyesters oui sont couramment utilisées dans les techniqti.es de moulage aux fibres de verre conviennent très bien pour le procédé selon l'invention. La description détaillée qui va suivre, et les dessins annexés, donnés uniquement à titre a'exemple non limitatif, feront 40 bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les 71 15333 2036463 dessins annexés : 1/ figure 1 est une vue en Perspective d'une paire de matrices que l'on peut utiliser ^our ~ettre en oeuvre ?_e nrocédé selon l'invention ; La figure ?. est une coupe des deux matrices, suivant le bord ; La figure 3 est un schéma, d'appareil typique pour l'injection de la résine ; La figure 4 est une coupe d'un mode de montage pratique des moules utilisé dans le cadre de l'invention ; La figure 5 est une vue agrandie d'une partie du montage représenté sur la figure 4, et La figure 6 est une autre possibilité de montage remplaçant le montage ."de la figure 4. Si l'on se réfère aux dessins annexés , la figure 1 représente, en perspective, deux matrices appropriées pour mouler, par exemple, une auge/ Les matrices 2 et 4 sont complémentaires, et délimitent entre elles la forme à obtenir par moulage (c'est-à-dire la cavité de moulage). En pratique, on serrera ensemble les deux matrices, de façon à laisser un interstice de pincement 6 par lequel l'air peut s'échapper lorsque la résine est envoyée dans l'espace compris entre les matrices par le manchon de tuyau d'entrée ou d'injection 8. Le montage selon la figure 1 étant réalisé, le feutre de fibres sera disposé à l'intérieur de la cevité de moulage, en faisant saillie aux bords et dans l'interstice 6 et, comme le montre la figure 2, les fibres sont comprimées ensemble à l'endroit de l'interstice 6. Si l'on se réfère de nouveau à la figure 2, la périphérie extérieure 10 du moule 2 est rapnrochee de la surface de la matrice 4, de fagon à serrer les fibres, mais non suffisamment pour empêcher l'air de s'échapper par l'interstice 6. L'ensemble des matrices fermées et des fibres emprisonnées dans 1* interstice étroit constitue une résistance empêchant la déperdition de résine, une fois que 1'infection a cessé. En pratique, l'opérateur injecte la résine dans l'orifice b, et l'on observe le moment où la résine commence à s'échapper par l'interstice 6. Lorsque le remplissage par la résine apparait total, l'injection est achevée, et la résistance empêche alors la résine de continuer à s'échapper. L'appareil représenté sur la figure 3 comprend des cuves de stockage classiques 12 et 14, qui sont mises scus pression par 71 15333 4 2086463 des conduites d'air comprimé 16, de sorte que la surface de la résine se trouvant dans les récipients intérieurs 18 est soumise à une dépression, qui la fait passer à travers les conduites 20. Les conduites 20 convergent vers un mélangeur mécanique 22, 5 entraîné par un moteur pneumatique 24. le mélangeur, qui est un dispositif purement mécanique entraîné simplement par un nrteur pneumatique, effectue le mélange sans introduction d'air dans la résine, de sorte que la résine mélangée provenant du mélangeur sort par le tuyau 26, dépourvu d'air. Lorsque l'appareil est en 10 marche, le tuyau 26 est enfoncé dans le manchon d'injection 8 de la matrice supérieure. On peut aussi utiliser également pour envoyer les résines au mélangeur 22, un agencement comprenant deux pompes, une pompe pour chacune des substances à mélanger, étant, bien entendu, le 15 plus approprié. Le tuyau 26 comporte une extrémité en cône Morse pour pénétrer dans un chargeur en cône Morse complémentaire 8. On insère, en général, un obturateur en cône Morse dans le chargeur 8 après injection. 20 La pression requise pour envoyer la résine dans le mélangeur variera , bien entendu, selon les circonstances, mais il s'est avéré, dans la pratiqua, que des pressions de 7 kg/cm?, au maximuïh et, plus généralement, d'environ 3,5 kg/cm2 conviennent pour la plupart des buts visés. 25 On peut monter l'ensemble de 1'appareil représenté sur la figure 3 sur un trolley ou un chariot pouvant être facilement déplacé d'un moule à l'autre. Ainsi, l'appareil et le procédé selon l'invention conviennent très bien pour la fabrication à la chaîne. 30 Les résines utilisées dans les deux cuves sont, en général, des résines polyesters therrcodurcissables et, comme il est de pratique courante, l'un des récipients renfermera un accélérateur, tandis que l'autre renfermera un catalyseur. Dans l'agencement représenté sur la "figure 4, des matrices 35 2 et 4 (représentées en coupe) en polyester renforcé aux fibres de verre sont maintenues dans leurs positions relatives dans des montures d'acier 30,' 32 qui leur donnent de la rigidité. Les montures 30, 32 sont serrées ensemble au cours de l'injection, et la mise en place précise des matrices est assurée par la mise en place de 40 goujons 34 sur la monture 30, qui pénétrent dans des douilles 35. 71 15338 •j 2086463 Le manchon de tuyau d'injection 8 est normalement situé au centre, et cette position s'avère permettre une plus grande tolérance pour l'interstice. L'agencement de la figure à convient pour des pièces 5 moulées qui s'achèvent par un bord vertical, auquel cas il est commode que les bords dix manchon 8 fassent, comme on l'a représenté 4e)0 avec la verticale. Il est avantageux de monter deux ou trois cales d'acier de 0,125nm sous l'emplacement des goujons 34 pour assurer le 10 degré d'ajustement- désiré de l'interstice. L'autre structure possible, représentée sur la figure 6, convient dans le cas où les pièces moulées s'achèvent par une bride horizontale. On- ne peut être trop précis en ce qui concerne la viseo-15 site de la résine à utiliser. En fait, il semble que le procédé selon l'invention puisse être mis en oeuvre avec un intervalle de viscosité très étendu, pourvu qu'il existe une .grande différence entre la viscosité de la résine et de l'air à expulser. Il s'est avéré pratiquement que les résines polyesters que l'on trouve 20 dans le commerce présentent une viscosité appropriés pour la mise en oeuvre de l'invention. 71 11318 e 2086463 iu-u/iiiîiljxCÂxx^iv 3 " 0 ) Procédé dn -fg'Kr- t-.-.V ,|e pièces "?.o\Aé;;s renforcéss aux fibres de verre, caractérjeé en ce que l'on ir.jec+e la résint-à mouler dars 1 • pspace cnmpr:-'; -~+tp deux matrices délimitant outre elles lr. forme de la pièce à -to- 1er. espace dari lonvisi on met r er. place une nappe de fibres ----re dont les tords sont pinces entre les berds de la nss+ric®, l'écartement en+*"e les matrices auz bords de pincement Au feutre p+?rt tel qu'il laisse l'air s'échapper tout en empêrb.art 1 ' 1C 2°) Procédé oelon le. revendication 1, caractérise en ce que 1 ' écartement des matrices au ^c.int de pir-;; ornent est de 0,40 à 0,Ç6nn par kg/m2 de fi/br0? de verre contenues dans la cavité du moule, 3°) Procédé selon la revendication 1 ov 2 caractérisé 1Ç en ce que la pression d'injec+ion ne dépasse pas 7kg/"~2. 4°) I rocédé sel on ; 7 '"D" ouelconque des rev« rdi cati o.ns précédentes, caractérisé en "p q-jr la résine est une résine polyester th^rmoduroisoable. tî0^ Appareil destiré à -ettre en oeuvre le "rocédé 20 selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce ou* il comprend des moyens p^ur maintenir ri£idom-ont assemblé*? deux matrices qui délimitent entre elles me cavité correspondant à la forme de la piècs* à mouler, de façon qu'il existe entre les matrices un interstice à lsu~s bords, d'une dimension 23 inférieure à l'intervalle entre motrices dans la cavi*-? de moulage elle-même, de façon qu'une nappe de fibres de verra remplissant la cavité soit pincée dans le-*1 it interstice, ainsi qu* des moyens pour injecter de la résine dans 1° ^a^ité de moula~e. 6°) Apnareil selon 1 a revendication 5 caractérisé en 5C ce qu^ les moyens pour ir-^ecter 1~ résine comprennert un dispositif mélangeur auquel sont envoyés la ré-ilnc, un catalyseur et un accélérateur, par la suite, peur être mélangés, qui sont expulsés de deux récipients de stocka .ce de résine, dont l'un contient le catalyseur et l'autre l'accélérateur, par mise sous prassion de ces 35 récipients, 7°) Appareil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'entrée d'injection de la cavité du moule comporte un cône morse pour recevoir un obturateur ou un tuyau d'injection à 71 15333 7 2086463 cône morse complémentaire. 8°) Pièces moulées renforcées aix fibres de verre , caractérisées en ce qu'elles sont fabriquées par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4.