Brevet FR2279681A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne un moule en matière céramique formé d'un ou de plusieurs éléments utilisables pour la fabrica- tion d'objets en verre de forme compliquée ainsi que leur procédé de fabrication. Les moules en matière céramique, constitués par du titanate d'aluminium ou de la cordiérite destinés à la fabrication de produits en verre sont déjà connus par le brevet allemand à I' ins- pection publique avant examen No. 2.249 419 L'avantage particulier de ces moules en matière céramique réside dans le fait qu'ils peuvent autre fabriqués assez facilement selon les méthodes de conformation de la matière céramique et qu'il est possible d'obtenir par moulage des reliefs simples et autres structures analogues. Nais cette méthode ne convient plus lorsqu'il s'agit de fabriquer des objets en verre de forme colpliquSe ou lorsqu'il est nécessaire d'utiliser en plus, pottr les objets creux, des noyaux à talon. Il n'existait jusqu'à présent aucune matière ni aucun procédé satisfaisant pour la fabrication de moules permettant de réaliser une construction capable ae satisfaire awr conditions difficiles' exigees dans l'industrie du verre pour les moules en matière céramique. Le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un corps de moule constitué par une matière céramique, très supérieur au moule métallique utilisé pour 'a fabrication d'objets en verre de profil compliqué, et notamment pour de petites séries. En outre, il est proposé une technique à l'aide de laquelle ces moules présentant notamment des talons s'engageant par-dessous peuvent etre fabriqués économiquement, étant donné que bien souvent ils ne servent à fabriquer que des objets unitaires. Le but de l'invention est donc d'indiquer pour la fabrizatior. des moules un matériau capable de dépasser le tempssratures usuelles utilisées pour les moules en métal et, par ailleurs, de permettre une reproduction fidèle de l'original, méme e cas de modèle compliqué. En outre, il est recherché un procédé l,wer- mettant de fabriquer des objets en verre compliqués en uttlsant un moule constitué par un seul ou par plusieurs éléments et un nouveau matériau ou une nouvelle matière utilisable pour la fabrication de ce moule. Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait que le noyau et l'enveloppe extérieure sont essentiellement constitués par un mélange de deux à six parties en volume de poudre d'argile réfractaire, de deux à six parties en volume d'agent séparateur et de deux parties en volume de plâtre de moulage. On est alors parvenu à réaliser un procédé convenant particulièrement pour la fabrication de moules en matière céramique utilisables pour le moulage d'objets en verre de forme compliquée. Ce procédé comporte les stades suivants: mise en oeuvre d'un procédé courant en céramique utilisant le plâtre ou autres matériaux pour la réalisation de moules, assemblage des divers éléments en vue d'obtenir un moule complet, ou mise en forme de la cavité réalisée afin d'obtenir l'épaisseur de paroi désirée du produit fini avec de la cire, isolation du modèle en cire avec de la laque, garnissage intérieur et extérieur du modèle en cire avec une matière céramique, et ensuite élimination de la cire par fusion, afin d'obtenir une cavité de moule dans laquelle sera introduit, à l'intérieur du four, le verre s'écoulant du réservoir. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, l'élément séparateur est constitué par une quantité comprise entre 50 et 66% en poids de quartz moulu, de 25 à 45% en poids de mica et de 2 à 108 en poids de kaolin. Suivant une autre particularité de l'invention, on utilise comme matériau fusible, selon le procédé précité, de la cire d'abeilles ou autres matières analogues présentant des propriétés comparables. En outre, il est important pour la mise en oeuvre pratique de l'invention, d'enduire au pinceau le modèle de cire avec de la laque, notamment de la laque introduite sous pression, ainsi que cela se pratique dans l'industrie de la vaisselle lors de la fabrication de moules. La laque a pour but d'empêcher que, lors de la cuisson à 2500C environ, la cire d'abeilles pénètre dans le moule poreux en matière céramique. En outre, on a ainsi la possibilité de fabriquer des objets en verre de plusieurs couleurs, en introduisant par couches dans un récipient un verre différent. Les dessins schématiques montrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective d'un moule en matière céramique, constitué par un noyau et une enveloppe pour une plastique de verre. La fig. 2 est une vue en coupe de ce moule en matière céramique. La fig. 3 est une vue en coupe d'une tête avec noyau saisi par en dessous. La fig. 4 montre l'enveloppement du modèle en cire au moyen de matières céramiques. La fig. 5 montre le moule en matière céramique complet après que la matière céramique s'est solidifiée intérieurement et ex térieurement. La fig. 6 montre un moule terminé, avec récipient de masse fondue. On a représenté sur la fig. 1 un moule en deux éléments cons titué par un noyau intérieur 1 une cavité de moulage 2 et l'enveloppe extérieure 3 formée de deux éléments. En outre, le verrou 5, constitué par une matière réfractaire, est important car il assure l'écartement nécessaire du noyau à l'in térieur du moule. La succession des principaux stades du procédez utilisable pour la fabrication du moule suivant l'invention s'établit comme suit: De meme que dans les principaux procédés de conformation utilisés en fonderie, la divisibilité nécessaire du moule dépend de la forme de l'original, compte étant tenu de l'utilisation de cire. On vernit l'original et on applique comme agent de séparation, comme dans le cas de matière céramique, un mélange de savon et d'huile. Ensuite, on prend une empreinte en plâtre et à l'aide d'un pinceau on enduit le moule de laque introduite sous pression pour les raisons exposées ci-avant. Après que l'on a assemblé les différents éléments en plâtre pour réaliser un moule, on pose ce moule sur un socle sur lequel on a préalablement déposé un morceau de plastiline pour l'orifice G par lequel sortira le verre. Ensuite, ou bien on enduit le moule au pinceau avec de la cire chaude, ou bien on plonge le modèle entier plusieurs fois dans une solution de cire, jusqu'd ce qu'on ait obtenu l'Epais- seur de paroi désirée. La fabrication de la matière céramique constituant le moule s'effectue en agitant la poudred'argile réfractaire et l'agent de séparation, tout d'abord dans de l'eau en vue d'obtenir une bouillie épaisse, puis en y mélangeant le plâtre préparé part. Le support extérieur nécessaire au moule de travail est constitué par une bague 7 en argile réfractaire cuite. La surface intérieure de cette bague est également isolée avec de la laque afin d'empêcher que soit absorbée de l'eau provenant de la masse de matière céramique constituant le moule. Les cavités entre le moule de cire et la bague extérieure en argile réfractaire sont remplies avec le mélange préparé constitué par la matière céramique. I1 est alors rationnel d'utiliser pour l'enveloppe extérieure de la matière de moulage déjà utilisée une fois. Ensuite, le moule doit être mis à sécher pendant trois jours ou pendant un temps plus court mais à 200-3000C, la cire fondant simultanément. La section du moule terminé destiné à un objet en verre est visible sur la fig. 2. La coulée du verre s'effectue entre 850 et 1000 OC, le moule étant muni d'un récipient de réserve 10 en argile réfractaire posé dessus, cette argile réfractaire pouvant contenir du verre de plomb, du verre marbrier ou d'autres verres de couleurs différentes et disposés par couches. I1 va de soi qu'à ces températures élevées, il n'est pas possible d'utiliser de moules métalliques. Le récipient 10 est calculé de telle sorte qu'il contienne un léger excès de verre qui s'échappe ensuite du moule par une gouttière 6. La montée de la température est réglée de telle sorte que le chauffage s'effectue au début plus vite, tandis que 1verts la fin de la fusion, il est nécessaire de réaliser des temps de chauffage plus lents. La durée du séjour est en moyenne de 5 à 6 heures, afin d'obtenir une répartition uniforme de la température sur tout le moule céramique. De même, le refroidissement doit se produire assez lentement, et ce jusqu'à atteindre la température ambiante afin d'éviter qu'il se produise des tensions dans les épaisses rognures de verre. On décrira maintenant plus avant le principe de l'invention en donnant comme exemple la fabrication d'un objet compliqué, notamment d'une tête pour laquelle il est nécessaire d'utiliser un noyau inférieur 1. Partant d'un moule de travail, ou d'un moule-mère, on fabrique un modèle de cire Il en appliquant par couches tout d'abord de la cire liquide, afin de reproduire les finesses du profil, et ensuite on dépose de nouveau de la cire par coulée ou au moyen d'une spatule afin d'obtenir la solidité du modèle. Dans ce cas, l'épaisseur de la couche se situe entre 1,5 et 2 cm. En outre, on colle sur le cou une trémie d'introduction 8 de 5 cm de hauteur environ. Ensuite, on traite la couche intérieure et la couche estérieure du modèle de cire 11 avec de la laque 12 enfoncée sous pression, comme visible à l'examen de la fig. 3. Puis, on confectionne le noyau 1 en introduisant dans la cavité de la tête de la matière céramique moulable constituée par trois parties en volume de poudre d'argile réfractaire, de cinq parties en volume d'agent de séparation et deux parties en volume de plâtre à mouler, le tout étant introduit à l'intérieur de la tête, en posant la tête "renversée" sur un support constitué par du caoutchouc mousse. En même temps, on introduit dans cette masse moulée le verrou 5 en matière réfractaire, de telle sorte qu'après durcissement de la matière céramique, il reste dans sa position.Apres durcissement de la masse de matière céramique, on retourne la tête et on la pose sur une plaque et on y applique avec un pinceau une autre matière moulable, une manchètte 9 étant nécessaire sur la partie de la tête correspondant au cou afin que la matière ne puisse s'en écouler trop facilement. Ce stade de travail est représenté sur la fig. 4. Enfin, on engage par-dessus la bague 7 en matière réfrac- taire, dont l'intérieur doit être également isolé par de la laque 12 enfoncée sous pression. La cavité qui en résulte entre le modèle de cire 11 et la bague 7 est alors remplie de matière céramique, mais cette fois selon un rapport égal à quatre parties en volume de poudre d'argile réfractaire, quatre parties en volume d'agent de séparation et deux parties en volume de plâtre moulable. I1 est alors possible de faire fondre la cire pour laquelle on exige une grande résistance à la déformation, et un faible retrait. On a représenté sur la fig. 5, le dispositif de moulage complet que l'on place alors dans un four. Le moulage s'effectue de la façon déjà décrite. Après refroidissement du moule, la matière céramique peut en être enlevée facilement car il est très fragile. L'objet est alors vitrifié, homogénéisé et présente tous les détails du modèle et si l'on a utilisé des verres de différentes couleurs, la multiplicité des couleurs disposées par couches est nettement visible. Il n'y a plus maintenant qu'à nettoyer et à retoucher le produit de verre, par exemple si l'on a dû avoir recours à une enveloppe en deux éléments, en ponçant ou en limant dans ce cas tous les joints de soudure. Mais cela dépend de chaque cas particulier.En outre, l'objet en verre coulé est peu translucide et contient un grand nombre de petites bulles d'air, ce qui ne se produit pas dans le verre soufflé de façon normale. En outre, la surface de l'objet en verre présente la brillance de la soie, ce qui est vraisemblablement provoqué par la matière céramique constituant le moule et qui ne peut pas être obtenu si facilement avec les autres méthodes de conformation ou de moulage du verre. Dans le cas d'une tête, l'objet est encore nettoyé avec de l'acide chlorhydrique dilué, la tête pouvant encore être rectifiée et retouchée par ponçage. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident notamment dans le fait qu'elle permet de fabriquer des objets de verre compliqués qu'il n'était pas possible d'obtenir avec des procédés de fabrication actuellement utilisés. En outre, il n'est pas nécessaire de faire intervenir des souffleurs de verre hautement spécialisés, mais il est possible d'organiser une production courante avec de simples ouvriers non spécialisés. C'est surtout grâce à la formation du noyau intérieur que l'on réalise une économie de poids, ce qui, en cas de fabrication en grande série, est particulièrement important. Ce procédé permet également de réduire les déchets, car il ne se produit pas d'aussi fortes tensions dans le verre que dans les corps pleins. Du point de vue artistique, il faut encore insister sur l'aspect soyeux de la surface, ce qui confère à l'objet moulé un aspect esthétique. Les détails de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Moule en matière céramique formé d'un ou de plusieurs éléments utilisables pour la fabrication d'objets en verre de formes compliquées, caractérisé en ce que le noyau et l'enve- loppe extérieure sont essentiellement en principe constitués par un mélange de deux à six parties en volume de poudre d'argile réfractaire, de deux à six parties en volume d'un agent de séparation et de deux parties en volume de plâtre à mouler. 2.- Procédé pour la fabrication d'objets en verre de forme compliquée utilisant un procédé usuel dans le moulage de matière plastique, en plâtre ou autres matières moulables, comportant assemblage de plusieurs éléments moulés en vue d'obtenir un moule total, enduisage avec de la cire de la cavité réalisé jusqu'à l'obtention de l'épaisseur de paroi désirée pour le produit fini ultérieur, isolation de la cire avec de la laque, enveloppement du modèle de cire intérieurement et extérieurement avec de la matière céramique, puis fusion de la cire afin d'obtenir une cavité de moulage dans laquelle arrive plus tard dans le four le verre s'écoulant hors des récipients de réserve. 3.- Moule en matière céramique formé d'un ou de plusieurs éléments en vue de la fabrication d'objets en verre de formes compliquées, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un agent séparateur composé de 50 à 70% en poids de quartz moulu, de 25 à 45% en poids de mica et de 2 à 10% en poids de kaolin. 4.- Procédé pour la fabrication d'objets en verre de formes compliquées suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise'due la cire d'abeille ou d'autres matières présentant des propriétés analogués. 5.- Procédé pour la fabrication d'objets en verre de formes compliquées suivant la revendication 2, caractérisé en ce que aussi bien le modèle de cire que l'anneau d'argile réfractaire est isolé avec de la laque, notamment avec de la laque introduite sous pression. 6.- Procédé pour la fabrication d'objets en verre de formes compliquées suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on obtient un corps en verre de plusieurs couleurs en appliquant par couches des verres différents dans des récipients de réserve.