Brevet FR2064224A1 — publié le 19710716

La présente invention, se rapporte à des matrices ou étampes et à des outils ou poinçons de presse ou analogues ; en particulier elle concerne généralement et a essentiellement pour objet un nouveau procédé de fabrication de tels matrices ou étampes 5 et outils ou poinçons de presse et, à titre de produits industriels nouveaux, les articles obtenus par l'exécution de ce procédé ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de leur mise en oeuvre et les systèmes, ensembles, dispositifs, appareils, machines, équipements et installations 10 pourvus de tels outils. La plupart des matrices ou étampes sont fabriqués par le procédé classique dans lequel est d'abord produit un modèle en bois, en époxy ou en plâtre. Au moyen d'une machine à fraiser les matrices, le modèle ainsi produit est transformé en une matrice ou 15 étampe fabriquée en un alliage métallique approprié. Les diverses opérations dans la fabrication de la matrice ou étampe exigent l'emploi de fabricants d'outils et/ou de modèles tels qu.'outilleurs et/ou modeleurs hautement qualifiés ou spécialisés et ceci contribue à son tour au coût élevé de ces matrices. Dans la plupart 20 des cas, les matrices ne constituent pas une proposition économique à moins qu'une grande production notamment en masse ou en série ne soit envisagée. Divers agencements ont par conséquent été proposés, par lesquels ]es Sans, de fabrication de matrices sont réduits. Dans un 25 agencement, on fait emploi d'une résine époxy pour former ou façonner l'outil, les points de contrainte principaux étant renforcés par des pièces métalliques rapportées, insérées,. noyées, prisonnières ou encastrées. Pour diverses raisons, ces propositions n'ont pas été couronnées de succès. 50 C'est par conséquent un but de la présente invention de créer un procédé pour former ou façonner des matrices et outils qui, comme on le croit, amènera au moins une réduction dans le prix de fabrication de la matrice. Conformément à l'invention, un procédé de production de 35 matrices, outils et analogues, destinés à être utilisés conjointement avec une presse, comprend les opérations consistant à réaliser un élément support ou de soutien dont le profil de l'une des faces 70 36247 2 2064224 correspond généralement par la forme aux ensembles respectivement mâles ou femelles de la matrice désirée et à former, sur cette face, une peau formant pellicule ou film de matière polymère dont le profil de la surface exposée correspond exactement par la forme et les dimensions à la forme et aux dimensions desdits ensembles mâle§ ou femelles L'épaisseur de la peau ou pellicule peut être de l'ordre de 0,51 à 1,27 mm. Le polymère peut être un polymère choisi dans le groupe des polymères connus pour avoir une résistance élevée au choc ou à la compression, c'est-à-dire une forte résilience. Ainsi peuvent être utilisés des polymères présentant une résistance mécanique à la compression de l'ordre de 1390 bars. Certaines résines époxy présentent cette résistance mécanique et conviennent par conséquent à cet usage. les éléments supports ou de soutien peuvent être réalisés en un alliage métallique approprié tel que l'alliage vendu sous la dénomination ou marque de commerce "Meehanite". Cet alliage possède une résistance mécanique à la compression de l'ordre de 15 444 bar et peut être facilement façonné suivant la forme exigée pour les éléments supports. Les éléments supports peuvent être réalisés ou formés par un procédé de coulée, de moulage ou analogue. La peau ou pellicule peut être réalisée sur les éléments supports d'un certain nombre de manières. Le préférence, la peau ou pellicule est constituée en exécutant les opérations suivantes : (a) on verse une quantité appropriée de matière polymère sous forme fluide ou liquide dans la cavité délimitée par l'élément support femelle ; (b) on imprime un modèle ou une configuration correspondant exactement à la forme et aux dimensions de celui des ensembles femelles de la matrice désirée dans la matière ; (c) on laisse la matière se durcir, se consolider, se figer ou se stabiliser ; (d) on recouvre l'empreinte dans la matière avec une couche d'un agent de démoulage moulable dont l'épaisseur est égale à celle de l'article à former dans la matrice ; 3 70 36247 2064224 (e) on imprime, sur la couche moulable, un modèle ou une configuration correspondant exactement par la forme et par la grandeur à celles des ensembles mâles de la matrice désirée ; 5 (f) on verse une quantité appropriée de matière polymère sous forme fluide ou liquide sur l'empreinte dans la couche moulable ; (g) on presse l'élément support mâle contre la matière polymère pour l'enfoncer dans celle-ci ; 10 (h) on laisse la matière se durcirj et • (i) on sépare les éléments de matrice respectivement mâle et femelle ainsi formés l'un de l'autre. De préférence la peau ou pellicule de matière polymère est fixée aux éléments supports au moyen d'une colle ou d'un adhésif 15 polymère qui est appliqué aux éléments après qu'ils ont été nettoyés, dégraissés é1? pourvus d'orifices de calage ou d'ancrage sur leurs faces actives . L'invention comprend également, dans son domaine, un outil de matriçage -ou analogue destiné à être utilisé conjointement avec 20 une presse et dont au moins l'un des éléments de matriçage comprend un élément support dont le profil de l'une des faces correspond généralement par la forme et par la grandeur à celui des ensembles mâles ou femelles de la matrice désirée et une peau ou pellicule de matière polymère formée sur cette face, le profil de la surface 25 exposée de la peau ou pellicule correspondant exactement par la forme et par les dimensions à celui des ensembles mâles ou femelles de la matrice désirée. L'invention sera mieux comprise et d' autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus 30 clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation préféré et non limitatif de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente deux éléments de matrice, respective-35 ment mâle ou poinçon proprement dit et femelle ou matrice proprement dite, réalisés par le procédé conforme à l'inveniion ; et - les figures 2 à 5 illustrent respectivement diverses 70 36247 4 2064224 opérations du procédé conforme à l'invention. L'élément de matrice mâle ou poinçon 1 et l'élément de matrice femelle ou matrice proprement dite 2 comprennent chacun respectivement un élément support 3 et 4 moulés ou coulés en un 5 alliage connu sous le nom de "Meehanite". Le profil de la face 5 de l'élément 3 correspond généralement par la forme à celui des ensembles mâles 7 de l'élément 1 tandis que le profil de la face 6 de l'élément 4 correspond généralement par la forme à celui des àmafcles" femelles 8 de l'élément 2. 10 Chaque élément 3 et 4 est pourvu d'un certain nombre de trous 9 disposés respectivement dans ses faces 5' et 6 et la raison de leur présence sera expliquée ci-dessous. Chacune des faces 5 et 6 des éléments 3 et 4 est également pourvue d'une peau ou pellicule de résine époxy respectivement 10 15 et 11, dont le profil de la surface exposée correspond exactement par la forme et par les dimensions respectivement aux ensembles 7 et 8. Les pellicules 10 et 11 sont formées comme suit : l'élément support femelle 4, délimitant la cavité 12, est nettoyé, dégraissé 20 et chauffé jusqu'à une température d'environ 45°C. Une couche mince de colle ou de substance adhésive en époxy, connue commercialement sous la marque Araldite AV 123B conjointement avec un durcisseur ou agent de durcissement connu commercialement sous la marque HT 956 ou Gussolite Grundierung sont appliqués à la face 6 et on 25 les laisse durcir sous refroidissement pendant 24 heures. L'élément 4 est de nouveau chauffé sensiblement jusquià la même température qu'auparavant et une quantité appropriée de résine époxy, cornue conmsreialement sous le non)&e marque Araldite SW 417 ou Gussolite-Metal Type 30 sous forme fluide ou liquide conjointe-30 ment avec une substance connue commercialement sous la marque Araldite Eardener SW 417 formant agent de durcissement, sont versés dans la cavité 12 pour former une couche d'épaisseur comprise entre 0,51 et 1,27 mm dans celle-ci. Un poinçon ou analogue 13, dont le profil de la face active 35 13a est complémentaire ou conjugué par la forme aux ensembles mâles 8 et exactement des mêmes dimensions, est ensuite abaissé dans la cavité 12 pour former une empreinte dans la couche d'époxy, dont 5 70 36247 2064224 la configuration correspondra par la forme et par la .dimension à celle des ensembles femelles 8. Une certaine quantité de la matière époxy sera enfoncée dans les trous 9 de l'élément 4 en ancrant de cette manière le corps ou „la masse de matière époxy 5 dans l'élément. On laisse ensuite la résine se durcir sous refroidissement pendant 12 à 24 heures, après quoi le poinçon 13 est retiré de la cavité 12. La couche durcie de matière époxy, comprenant la pellicule 11 d'une épaisseur comprise entre 0,51 et 1,27 mm, adhérera ainsi à l'élément 4. Le profil de la surface 10 exposée de la pellicule 11 correspond exactement par la forme. et les dimensions à celuides ensembles femelles 8 . Une quantité appropriée d'un agent de démoulage moulable, tel qu'une cire ou analogue, est ensuite introduite ou appliquée . sur la pellicule 11 et un second poinçon ou analogue 14, dont le 15 profil de sa. face active 14a est complémentaire ou conjugué par la forme de celui des ensembles mâles 7 sur l'élément 1 et des mêmes dimensions, est abaissé sur la cire qui est ainsi pressée de façon à constituer une couche 15 de la-même épaisseur que celle de l'article à former entre les éléments 1 et 2. En même temps, 20 le poinçon 14 laissera une empreinte dans la couche de cire 15 qui correspond par la forme et par les dimensions à celle. des ensembles mâles 7. Une quantité appropriée de la même résine qu'auparavant conjointement avec le même agent de durcissement sont ensuite 25 versés sur la couche 15, après quoi l'élément support 3, qui a été pourvu similairement d'une substance collante ou adhésive durcie, comme dans le cas de l'élément 4, et chauffé jusqu'à une température d'environ 45°C, est abaissé sur la matière résineuse qui est étalée en une couche d'une épaisseur comprise 30 entre 0,51' et 1,27 mm. On laisse la résine se durcir sous refroidissement pendant 12 à 24 heures, après quoi l'élément 3 est retiré de la cavité 12. La matière époxy adhérera donc à l'élément 3 sous forme d'une pellicule mince 10 dont le profil de la surface exposée correspondra 35 exactement par la forme et par la grandeur à l'ensemble des parties mâles 7. La couche de cire 15 est ensuite éliminée de l'élément 4 et les éléments de matrice 1 et 2 sont nettoyés et préparés à 70 36247 6 2064224 l'emploi. On se rendra compte que beaucoup de formes d'exécution de l'invention existent, dont chacune diffère seulement par des points de détail et ne s'écarte en aucune manière du cadre de 5 l'invention. Ainsi par exemple, beaucoup d'autres types de résines peuvent convenir pour réaliser la pellicule sur les éléments supports et l'invention ne devra donc pas être interprétée comme étant limitée à des résines époxy. En outre, des alliages autres que la "Meehanite" peuvent être employés pour lafebrication des 10 éléments supports et, à ce propos, un alliage diffusé sur le marché sous le nom de "Jewelite" peut s'avérer être approprié. Selon la résistance mécanique requise à la compression, de la fonte peut aussi être employée dans certaines circonstances. Lès éléments supports peuvent être renforcés, si cela est nécessaire, pour 15 résister à de hautes pressions auxquelles ces éléments seront soumis. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exaaple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant 20.des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 70 36247 7 2064224 -EEYESD1CÂTIOIS- 1. - Procédé de fabrication de matrices ou étampes et de poinçons et outils analogues destinés à être utilisés conjointement avec une presse, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à réaliser un élément support dont le profil de l'une 5 des faces qui correspond généralement par la forme aux ensembles des parties mâles et femelles de la matrice désirée et à former, sur cette face, une peau ou pellicule de matière polymère dont le profil de la surface exposée correspond exactement par la forme et par les dimensions à la forme et aux dimensions desdits ensembles 10 de parties mâles ou femelles. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la peau précitée sur l'élément précité est de l'ordre de 0,51 à 1,27 mm. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en t 15 ce que le polymère précité est un polymère choisi dans le groupe des polymères connus pour avoir une résistance mécanique élevée au choc ou à la compression. 4. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère précité est un polymère possédant 20 une résistance mécanique à la compression de l'ordre de 1390 bar . 5. - Procédé selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que le polymère précité est une résine époxy. 6. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément support précité est réalisé en 25 un alliage métallique. 7. - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'alliage métallique précité est du type vendu sous la dénomination ou marque commerciale "Meehanite". 8. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que chaque élément support précité est réalisé par un procédé de moulage ou de coulée. 9. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour produire les deux éléments de matrice respectivement femelle et mâle. 35 10. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, 70 36247 2064224 10 caractérisé en ce que la formation de la pellicule de matière polymère précitée sur l'élément support précité comprend les opérations suivantes : (a) on verse une quantité appropriée de matière polymère sous forme fluide ou liquide dans la cavité définie par l'élément support femelle, (b) on imprime une configurât ion, correspondant exactement par la forme et par les dimensions à celle des ensembles des parties femelles de la matrice désirée,dans la matière, (c) on laisse la matière se durcir, se figer, se consolider ou se stabiliser, (d) on recouvre l'empreinte dans la matière avec une couche d'un agent de démoulage moulable correspondant m épaisseur à celle de l'article à former dans la matrice, ^ 5 (e) on imprime une configuration correspondant exactement par la forme et par les dimensions à celle des ensembles des parties mâles de la matrice désirée dans la couche moulable, (f) on verse une quantité appropriée de matière polymère sous forme fluide ou liquide sur la configuration réalisée dans la couche moulable, (g) on presse l'élément support mâle contre la matière polymère pour l'enfoncer dans celle-ci, (h) on laisse la matière se durcir, et (i) on sépare les éléments de matrice respectivement mâle et femelle ainsi formés l'un de l'autre. 11. - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la matière polymère est fixée aux éléments supports précités au moyen d'une substance polymère adhésive ou collante qui est 30 appliquée aux élément après qu'ils dorant été nettoyés, dégraissés et pourvus d'orifices d'ancrage dans leurs faces actives. 12. - Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la couche moulable précitée est de la cire. 13. - Article formant matrice ou étampe, poinçon ou outil 35 analogue destiné à être utilisé conjointement avec une presse, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par le procédé selon l'une des revendications précédentes. 70 36247 9 2064224 14. - Article selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au moins l'un des élément de matrice précité comprend un élément support, dont le profil de l'une des faces correspond généralement par la forme et par la grandeur à celui des ensembles 5 des parties mâles ou femelles de la matrice désirée, et une pellicule de matière polymère formée sur cette face, le profil de la surface exposée de ladite pellicule correspondant exactement par la forme et par les dimensions à celui des ensembles des parties mâles ou femelles de la matrice désirée.