Brevet FR2261116A1 — publié le 19750912

La présente invention se rapporte à un procédé pour fabriquer des objets plats et minces en matière plastique, ainsi qu'à 11 outillage, pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est connu de fabriquer des objets plats et minces en diverses matières plastiques, de préférence, organiques, telles que les matières plastiques, le caoutchouc et autres, par une opération de moulage ou une mise en forme sous vide. Dans ce mode de fabrication, on place un morceau de matière première plastique à la température ambiante ou rendue plastique par chauffage, par exemple, sous la forme dtune bande, ou d'une#sec- tion plane convenablement préparée, sur la surface profilante d'un outil et on l'oblige, sous l'action d'une dépression agissant à partir de la surface profilée de l'outil, à s'appliquer contre celle-ci en épousant son contour.Ceci est le résultat d'un fluage de la matière plastique qui tend à se conformer au profil des surfaces de travail de outil. La fixation du contour ainsi produit peut être réalisée, par exemple, par vulcanisation lorsqu'il s'agit de caoutchouc ou par refroidissement dans le cas des matières thermoplastiques. La mise en forme par une opération de moulage sous vide des obJets à produire peut être réalisée assez simplement et avec des installations partiellement mécanisées, mais jusqu a présent, l'enlèvement de l'excès de matière première s'étendant au-delà des surfaces profilées de l'outil de moulage nécessitait une étape opératoire supplémentaire.Cette opération de finition est réalisable, en particulier, quand il s'agit d'objets à profil compliqué fabriqués par un moulage sous vide, par exemple, d'objets ayant des surfaces sphériques, partiellement dépouillées et analogues, en ayant recours à des dispositifs de coupe auxiliaires compliqués ou bien, le plus souvent, par un travail manuel pénible et inéconomique. La présente invention s'est fixéepour but d'apporter un procédé et des outillages pour la mise en oeuvre de celui-ci au moyen desquels il est possible en une seule opération, notamment, avec ltoutil de moulage sous vide lui-même, tant de réaliser la mise en forme des objets plats et minces, que de séparer complètement ou pour le moins dans une large mesure, l'excès de matière première.Selon l'invention, ce but est atteint en ce que la matière première à mettre en forme qui est placée sous la forme d'une bande, d'une section de bande ou analogue, sur l'outil de moulage et qui s'étend au-delà des surfaces de travail dudit outil, est tirée, au cours du moulage sous vide, audessus de filets de coupe dont le contour correspond à celui de l'objet à produire (figures la, l).I#ormaîement, les filets de coupe s'élèvent au-dessus de la surface active de l'outil de moulage sur une distance correspondant à l'épaisseur des parois de l'objet à produire. Ceci assure une épaisseur uniforme aux parois de l'objet moulé, même au voisinage immédiat des limites de celui-ci.Toutefois, en adoptant des hauteurs différentes pour les filets de coupe, on peut obtenir d'une manière simple, des effets de profilage dans les régions des bords des objets pendant le moulage sous vide. C'est ainsi que des filets de coupe dont la hauteur est inférieure à l'épaisseur des parois de l'objet produisent un arrondissement des régions mar l'outil, tandis que des filets dont la hauteur est supérieure à ginales de celui-ci du côté opposé à la surface active de/ l'é- paisseur de l'objet produisent un relèvement des bords de ce dernier. Selon un autre développement de l'invention, il est prévu pour obtenir un bord particulièrement précis autour de l'objet, d'exercer une aspiration extrêmement uniforme le long du côté intérieur du filet de coupe, A cette fin, on prévoit sur l'outil de moulage, le long de la face intérieure du filet de coupe, un dispositif d'aspiration, tel que des canaux ou des orifices d'aspiration étroitement rapprochés en un chapelet ou ayant une disposition analogue (figures lb et 2). L'utilisation du procédé de l'invention permet, dans la plupart des cas, avec un outil de moulage comportant un filet périphérique comme décrit ci-dessus, de séparer complètement l'excès de matière première de l'objet moulé alors qu'il est encore plastique.Au cas où l'excès de matière n'aurait pas été complètement détaché de l'objet moulé sous vide, ceci peut être facilement réalisé en exerçant une légère pression le long du filet de coupe, par exemple, à la main ou avec une roulette guidée mécaniquement (figure 10), pendant que l'objet, encore à l'état plastique, est encore exposé à l'action du vide dans l'outil de moulage. Pour éviter qu'un tel travail de finition soit, le cas échéant, nécessaire, l'invention prévoit de disposer le long du côté extérieur du filet de coupe, côté qui est à l'opposé de l'objet moulé, d'autres dispositifs d'aspiration continue (figure 3, 2b) permettant d'exercer une force de traction supplémentaire sur la matière première et, en particulier, sur la partie qui déborde de cette matière. On réalise ainsi une séparation sûre entre l'objet mis en forme et la matière plastique excédentaire, pendent le moulage sous vide, alors qu'elle est encore à l'état plastique. Selon un autre développement de 11 invention, cette action de séparation peut être renforcée en prévoyant du côté extérieur du filet de coupe, un second dispositif d'aspiration s'étendant approximativement en parallèle au premier, mais à distance suffisante de celui-ci et approximativement au niveau du sommet du filet de coupe (figures 6Ba-3c). Lorsqu'on utilise des aatières premières thermodurcissables, comme le caoutchouc brut, par exemple, le procédé selon l'inven- tion offre un autre avantage technique et économique important qui résulte de ce que les déchets de matière excédentaire, qui n'ont pas encore subi un durcissement irréversible, peuvent être réutilisés, pratiquement sans perte, alors que dans les procédés classiques, ce n'est qu'après le durcissement définitif, par exemple, après la vulcanisation, que les parties de matière première excédentaire qui ont été détachées dans une étape opératoire séparée, sont recueillies dans un état pratiquement inutilisable, de sorte que leur destruction pose, très souvent, des problèmes considérables pour éviter la pollution de l' environnement. Selon la structure des objets fabriqués, il est parfois avantageux de ne pas appliquer le vide aux dispositifs d'aspiration extérieurs et/ou intérieurs s'étendant le long du filet de coupe en même temps qu'à la surface de profilage de l'outil de moulage, mais de décaler ces applications dans le temps. Ceci peut être facilement réalisé en prévoyant dans l'outil des chambres d'aspiration séparées auxquelles on peut appliquer le vide à des instants différents. Les procédés conformes à l'invention et les outils nos saires pour leur mise en oeuvre peuvent être utilisés, avec des avantages tout particuliers, lorsqu'il s'agit de fabriquer des objets extrêmement compliqués et/ou sphériques présentant des motifs (comme sur la figure 4) par une opération de moulage sous vide. Dans ce cas, il s'est révélé particulièrement avantageux, notamment, lorsque ces objets comportent une ou plusieurs zones étalonnées, d'utiliser pour la fabrication de la partie de mise en forme de l'outil de moulage tout entière ou partiellement des pièces de fonderie coulées sans joint afin que le motif devant être imprimé sur les objets puisse être reproduit de façon précise et sans bavure.Dans le cas où il serait nécessaire de prévoir ou de prolonger des canaux, des orifices ou autres aux emplacements de l'outil où des assemblages ont été réalisés par soudage, brasage ou autrement, un développement de l'invention, qui s'est révélé particulièrement avantageux, consiste à relier les orifices d'aspiration par un canal s'étendant approximativement au milieu de la paroi de profilage de l'outil (figures 2-5, 7 et figures 7,7) de façon que les accumulations de matière résultant de l'assemblage despièces du moule tels que les cordons de soudure, n'empêchent pas l'évacuation de l'air à la surface de profilage de l'outil, même à ces endroits. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux figures 1 à 7 du dessin annexé qui vont être décrites plus en détail ciaprès. En se référant à la figure la, on voit une représentation en perspective d'une partie d'un outil de moulage sous vide montrant sa surface de profilage 3 et le filet de coupe 1, ainsi que les chambres aspirantes séparées 4a, et 4b. La figure lb est une vue en coupe de l'outil de la figure la, montrant le filet 1 qui délimite le contour de l'objet à mouler, le dispositif d'aspiration 2a s'étendant le long de la face intérieure du filet de coupe 1, autour de la surface de profilage 3 de l'outil, les chambres d'aspiration 4a et 4b, ainsi qu'une rainure d'aspiration marginale 2a conforme à l'état de la technique connue. Une telle disposition permet de modifier l'outillage trai- tionnel dans des conditions éconosiques en lui conférant les caractéristiques de l'invention. La figure 2 est une vue partielle en coupe à travers un outil de moulage sous vide conçu pour la fabrication d'objets présentant; des ouvertures 5. Le long de la face intérieure des filets de coupe I s'étendant suivant le contour de l'objet à produire, ont été disposés des dispositifs d'aspiration 2a. Ces dispositifs servent à tirer énergiquement la matière à mouler contre les tranchants, en réalisant, dans une large mesure, une séparation complète entre l'objet moulé et la matière excédentaire. La figure 3 est aussi une vue partielle en coupe montrant un outil de moulage sous vide pour la fabrication d'objets présentant une ouverture 5. Celui-ci comporte aussi des filets de coupe I disposés le long du contour de l'objet à produire, et des dispositifs d'aspiration 2a et 2b placés respectivement le long de la face intérieure et de la face extérieure de ces filets. L'aspiration ainsi exercée sur la matière à former de part et d'autre des filets de coupe est particulièrement avantageuse lorsque la mise en forme est assurée par des chambres aspirantes séparées avec un certain décalage dans le temps, ceci permettant de développer des forces de séparation efficaces et, de ce fait, de réaliser un enlèvement précis de l'excès de matière de l'objet moulé pendant sa mise en forme sous vide. La figure 4 est une vue partielle d'un outil de moulage sous vide comportant des zones évidées 6. Le long du filet de coupe 1 s'étend, intérieurement, un dispositif d'aspiration 2a relié à un canal d'aspiration 7. La partie évidée et sphérique de l'outil qui assure la mise en forme est constituée, pour assurer une restitution précise des motifs de la surface, par une pièce de fonderie moulée sans joint'. La figure 5 est une vue sur la face inférieure d'un outil de moulage sous vide présentant une ouverture 5. La coupe suivante A-A montre que le canal d'aspiration 7 est situé approximativement au milieu de l'épaisseur de la paroi de mise en forme de l'outil de moulage. On réalise ainsi une évacuation uniforme de l'airs même dans les régions de la surface de l'outil sous les quelles se produisent des accumulations de matières dues à la présence de joints d'assemblage, par exemple de cordons ac soudure 8. La figure 6 montre schématiquemènt les étapes successIves du moulage sous vide d'un objet con#ormé#ent à l'invention, en consi dérant plus particulièrement la région marginale de l'outil, qui joue un role essentiel pour celle-ci, à la lumière de quelques exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention et de la réalisation des outillages adaptés à ce procédé. La ligne À montre les étapes successives de la procédure d'utilisation d'un outil tel que celui représenté sur les figures 1b et 2, c'est-à-dire, qui comporte un filet de coupe 1 et un dispositif d'aspiration 2a le long de la face intérieure du filet 1. La figure A-a montre la situation après qu'une bande de matière plastique dont les bords dépassent a été placée sur ltou- til, mais avant l'application du vide. L'application da vide (flèche) illustrée par la figure A-b montre la déformation plastique de la matière de départ, cependant que le filet de coupe 1 assure, dans une large mesure, la séparation de la matière débordante, avec le concours du dispositif d'aspiration 2a, qui s'étend le long de sa face intérieure.Au besoin, l'excès de matière première peut être complètement détaché au moyen d'un outil 10 guidé le long du filet de coupe. La ligne B montre les étapes successives du procédé lors de l'utilisation d'un modèle d'outil tel que celui de la figure 3. On voit que, selon un autre mode de réalisation de l'invention, on a prévu parallèlement au dispositif d'aspiration 2b qui suit le contour du filet de coupe, le long de la face extérieure de celui-ci, un second dispositif d'aspiration 2c, parallèle au dispositif 2b, et qui débouche sensiblement au niveau du filet de coupe. Entre le filet de coupe 1 et le dispositif d'aspiration 2, s étend un renfoncement dans la partie inférieure duquel débouche le dispositif d'aspiration 2b. La figure B-a montre la situation après qu'une bande de matière plastique dont les bords débordent, a été placée sur l'outil de moulage, mais avant l'application du vide. En appliquant le vide dans la chambre 4a (comme l'indique la flèche) sur la figure B-b, la matière première subit une déformation plastique, cependant que le dispositif d'aspiration 2a qui suit le contour du fil de coupe 1 permet à celui-ci de détacher, dans une large mesure, la matière première débordante. Selon la figure B-c, on applique pendant quelques instants, après l'exécution de l'étape de la figure B-b, le vide dans la chambre 4b (flèche inférieure) afin de retenir la matière débordante au moyen du dispositif d'aspiration 2c, en même temps que le dispositif d'aspiration 2b raccordé à la chambre 4b tire l'excès de matière première dans le renfoncement et,# ainsi, permet au filet de coupe 1 de le détacher complètement de l'objet déjà formé. Ia ligne C montre un procédé analogue utilisant un outil dont le dispositif d'aspiration marginal 2d est réalisé conformément à l'état de la technique connue, mais qui, toutefois, a été modifié tèôhniquement et économiquement de manière avantageuse par la présence du filet de coupe 1 le long des limites de l'objet à produire, en prévoyant un dispositif d'aspiration 2a le long de la face intérieure du filet de coupe et une chambre d'aspiration séparée 4b agissant sur le dispositif d'aspiration marginale 2d. Les étapes successives C-a, C-b et (c se -déroulent de la même manière que sur la ligne B. Toutefois, la séparation complète entre l'objet et la matière première en excès est réalisée en appliquant le vide dans la chambre d'aspiration séparée 4b sur laquelle agit un dispositif d'aspiration 2a conforme à la technique connue (voir flèche de droite) Enfin la figure 7 est une vue partielle en coupe à grande échelle montrant les détails d'un outil conforme à l'invention. On voit que le long des limites de l'objet à mouler s'étend le filet de coupe 1 le long de la face intérieure duquel a été prévu un dispositif d'aspiration 2a qui est raccordé à un canal d'aspiration 7 ménagé approximativement au milieu de l'épaisseur de la paroi de l'outil. En 8, on voit un cordon ou une chenille de soudure. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples représentés et décrits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. R E V # N D i C À T i O N # 1.- Procédé pour fabriquer des objets plats et minces en matière plastique par moulage sous vide, caractérisé par le fait qu'on sépare pendant la mise en forme sous vide de l'objet à produire, la matière première excédentaire au moyen d'un ou de plusieurs filets de coupe montés sur l'outil de moulage, et dont le contour correspond au contour limitant ledit objet. 2.- Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'on utilise des dispositifs d'aspiration (2a) disposés sur le côté intérieur du filet de coupe (1), le long des sections limitant directement ltobjet à produire. 3.- Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'aussi bien les sections limitant directement ledit objet que les parties directement voisines de l'excès de matière première sont aspirées par des dispositifs d'aspiration, (2a, 2b, 2c) s'étendant de part et d'autre dudit filet et dont le contour correspond à celui de ce dernier. 4.- Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on applique le vide à la surface de profilage de l'outil, aux dispositifs d'aspiration placés sur le côté intérieur du filet de coupe et/ou aux dispositifs d'aspiration placés sur le côté extérieur-dudit filet à des instants différents. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on utilise un filet de coupe dont la hauteur est supérieure ou inférieure à l'épaisseur de l'objet à produire, ce qui donne au cours de la mise en forme sous vide, aux régions marginales de 11 objet, une bordure relevée ou un arrondi. 6.- Outil de moulage pour la mise en oeuvre du procédé spécifié dans l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que sa surface de profilage porte un filet de coupe continu (1) dont l'allure-correspond au contour de l'objet à produire. 7.- Outil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que sur le côté du filet de coupe (1) tourné vers l'objet à produire sont entés des dispositifs d'aspiration (2a), dont le contour correspond a > roximativement à celui dudit filet. 8.- Outil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que sur le côté du filet de coupe (I) qui est opposé à l'objet à produire sont également montés des dispositifs dlas- piration (2b, 2c) dont le contour correspond approximativement à celui de ce filet. 9.- Outil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend des chambres séparées (4a, 4b) permettant de créer un vide à la surface de profilage ainsi que le long des dispositifs d'aspiration (2a, 2b, 2c) montés le long des côtés intérieur et/ou extérieur du filet de coupe. 10.- Dutil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9; caractérisé par le fait que les dispositifs d'aspiration s'étendant le long du filet sont formés par des canaux ou des orifices qui sont remplis ou couverts par des tamis ou des matières frit tées. 11.- Outil selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait qu'il présente des zones étalonnées de forme sphérique qui sont constituées par des pièces de fonderie sans joint. 12.- Outil selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé par le fait que le long des joints des parties de profilage de l'outil s'étendent, approximativement au milieu de l'épaisseur de la paroi un ou plusieurs canaux (7) reliant les orifices d'aspiration,