Brevet FR2314803A1 — publié le 19770114

L'invention est relative aux procédés pour l'établisse ment de surfaces telles, par exemple, que les surfaces de travail d'outils, surfaces susceptibles d'affecter les formes les plus diverses, et destinées notamment à transmettre une pression de travail; et elle vise plus spécialement, comme supposé ciaprès, les procédés de ce genre pour outils d'emboutissage. Elle vise également les outils obtenus à l'aide de ces procédés. Divers procédés de fabrication ont été proposés jusqu' à ce jour, procédés qui ne répondent pas entièrement aux divers desiderata de la pratique. Les uns procèdent par usinage, c'est-à-dire par enlèvement de métal à partir d'un bloc venu de fonderie, par polissage et meulage subséquents. Ces procédés permettent une grande robustesse mais sont chers. D'autres procèdent par coulée d'alliages à bas point de fusion (notamment au zinc-cuivre, tels que ceux appelés Kayem dans le commerce), dans un moule établi en fonction de la surface à obtenir. L'outil est moins robuste que dans le cas- pré- cédent. De tels procédés sont au surplus pratiquement limités aux pièces de petites dimensions, compte tenu notamment du prix élevé desdits alliages. D'autres enfin, qui viennent en variante desprécédents, proposent d'utiliser un conteneur en acier mécano-soudé dans lequel on effectue une coulée de résine thermodurcissable en présence d'unmodèîe. Compte tenu de ce que les résines ont un retrait négligeable, on obtient ainsi directement de bonnes surfaces d'outils, avec un bon aspect ne nécessitant aucun parachèvement. Mais leur résistance mécanique est médiocre, d'où la nécessité de renforcer, par des insertions de métal, les parties les plus exposées de l'outil. L'invention propose, par un nouveau procédé particulièrement simple, de rassembler à la fois, sur un même outil, la robustesse des outils métalliques fondus et usinés et la fidélité de conformation des outils coulés. Elle consiste, principalement, à constituer d'abord, sur un modèle de surface adaptée à la surface active de l'outil à obtenir, une plaque en métal dur d'épaisseur convenable, cela par exemple par électroformage,par projection ou par tous autres moyens, puis à faire supporter cette plaque par un bâti en métal approprié (aluminium coulé, acier mécano-soudé, etc.), avec interposition d'une couche intermédiaire d'un produit aisément moulable tel qu'une résine thermodurcissable ou semblable introduite par moulage dans un intervalle séparant ladite plaque d'une surface support dudit bâti. Du fait, d'une part, de la dureté de la plaque de surface, et, d'autre part, de la présence de la résine qui se soude aux deux parois en regard et résiste parfaitement aux efforts qu'elle transmet donc au bâti, on peut réaliser des outils (notamment d'emboutissage) de toutes grandeurs, et résistant à des efforts élevés, de tels outils convenant aux travaux en grande série. Leur prix d'établissement est en outre modéré. L'invention consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après. Elle vise, plus particulièrement, un certain mode d'application (celui pour lequel on l'applique aux outils d'emboutissage, notamment pour grandes séries), ainsi que certains modes de realisation, desdites dispositions; et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les outils obtenus à l'aide des procédés du genre en question et comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement et les installations comprenant de tels outils. Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure unique, de ce dessin, montre en coupe schématique un outil(par exemple une matrice ou poinçon d'emboutissage) établi conformément à l'invention. Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir des outils de formes les plus variées, destinés à la production de pièces de toutes dimensions, en particulier par emboutissage, notamment pour l'industrie automobile, on s'y prend comme suit ou de façon analogue. S'agissant par exemple, comme supposé sur le dessin, établir une partie en creux ou femelle, c'est-à-dire la matrice (notamment en liaison avec une presse d'emboutissage, bien que ce ne soit là qu'une application entre autres), on fait d'abord comporter à cet outil ou partie d'outil un bâti très résistant capable d'encaisser les efforts de travail, et de les#transmettre à la partie fixe ou mobile 1 de la presse correspondante. Ce bâti 2 peut être établi par exemple en aluminium coulé,en acier mécano-soudé, etc...Son choix est bien entendu conditionné par la forme de la pièce, c'est-à-dire l'outil ou partie d'outil à établir. Dans le cas supposé ci-dessus, d'une pièce creuse ou matrice, on fait comporter à ce bâti un fond creux 3 destiné à suivre la forme générale de la partie travaillante de la matrice ou de l'outil, tout en permettant de laisser, entre ladite partie et le bâti, une distance convenable d, d'au moins 10 à 15 mm (voire bien davantage) dans le but qui va être indiqué De toute façon, aucune finition ni aucun usinage ne sont requis pour la préparation de ce bâti 2,3. Par ailleurs, on prépare pour ladite partie travaillante une plaque 4 en métal ou alliage de grande dureté, à laquelle on donne exactement le profil requis pour ladite partie. A cet effet, on utilise de préférence le procédé d'électroformage, c'est-à-dire le dépôt électrolytique sur une forme établie par un procédé classique, ou encore le procédé de projection, la dite forme étant par exemple obtenue par moulage en matière plastique, notamment en résine synthétique. On utilise notamment On pourrait évidemment utiliser d'autres métaux, et éventuellement un bimétal, par exemple un dép6t de nickel obtenu par voie électrolytique et un revêtement d,'un autre métal tel que le cuivre, en particulier par projection au pistolet. Disposant d'une telle plaque 4, on vient alors la présenter vis-à-vis du bâti 2 susvisé dans une position telle que subsiste l'intervalle de distance variable d susvisé , tous organes de positionnement provisoires étant prévus à cet effet pour maintenir ladite position relative, - et on vient remplir cet intervalle, de façon aussi homogène que possible, en y coulant une matière appropriée, de préférence une résine thermodurcissable, par exemple une résine époxy ou phénolique. Il s'agira de préférence d'une résine liquide, ce qui facilitera considérablement la coulée. Celle-ci peut être effectuée, dans ce cas, simplement par la pesanteur, la résine 5 arrivant par au moins un conduit 6. L'ensemble, pour cette opération, sera par exemple renversé par rapport à la position du dessin. On procèdera de façon telle, de préférence, que la couche de résine 5 soit établie entre toutes les surfaces en regard, même sur les bords respectifs du bâti et de la plaque, tels que visibles en 7,8. Un intervalle 9 sera donc laissé, lors du moulage, entre lesdits bords, pour que la résine puisse venir y pénétrer, ce pour quoi on aura recours par exemple, en vue de réaliser la fermeture étanche avant la coulée, à un ruban 10, par exemple en toile de verre imprégnée de résine, propre à relier lesdits bords, ruban que l'on peut ensuite enlever, après prise ou polymérisation de la résine. Cette prise aura lieu par exemple par chauffage et/ou par adjonction de tous moyens accélérateurs appropriés. De toute façon, on obtient, après prise de la résine, un ensemble qui, d'une part, présente une surface travaillante (plaque 4) de haute dureté et, d'autre part, permet de transmettre, entre bâti 2 et presse 1, des efforts élevés par l'intermédiaire de la couche de résine 5 qui, adhérant parfaitement aux surfaces en regard, est pratiquement incompressible. Eventuellement, il peut être indiqué de prévoir, notamment pour les outils devant travailler à des températures élevées,-des moyens pour compenser, au moins dans une certaine mesure, les différences que présentent entre eux les coefficients de dilatation respectifs de la plaque 4, de la couche de résine 5 et du bâti 2. Ces moyens pourraient consister notamment à tapisser préalablement lessurfaces de la plaque 4 et du bâti 2, destinées à venir en contact avec la résine, par des couches Il de matière élastomère, telle que caoutchouc,polyuréthane, silicone, cette matière étant par exemple projetée au pistolet. Le procédé qui vient d'être décrit était supposé appliqué à une matrice. Mais il est évident quton procèdera de même pour le poinçon, pour le serre-flancs et, d'une façon générale, pour tous autres organes de presse ou analogues. En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut établir des outils d'emboutissage ou tous autres outils à l'aide d'un procédé dont la mise en oeuvre ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insis- ter à son sujet, et qui présentent, par rapport à ceux obtenus à laide des procédés usuels, de nombreux avantages, notamment: -celui d'offrir une surface de contact très résistante, -celui cependant de ne nécessiter aucune opération d'usinage, -et celui,enfin, de conduire à des prix de revient particulièrement peu élevés. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, Etant entendu que le terme-"outil-s doit--être-- pris de la façon la plus générale, le procédé conforme å l'invention pouvant s'appliquer a l'obtention de toutes surfaces de profils plus ou moins complexes. -REVENDICATIONS Procédé de fabrication pour l'établissement de surfaces telles, par exemple, que les surfaces de travail d'outils, par exemple d'outils d'emboutissage, caractérisé par le fait que, pour établir ces outils, on constitue d'abord, sur un modèle de surface adaptée à la surface active dudit outil, une plaque en métal dur d'épaisseur convenable, puis on fait supporter cette plaque par un bâti en métal approprié, avec interposition d'une couche intermédiaire d'un produit aisément moulable tel qu'une résine thermodurcissable ou semblable introduite par moulage dans un intervalle séparant ladite plaque d'une surface support dudit bâti. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque en métal dur est obtenue par électroformage, ou encore par projection. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le métal choisi est le nickel. 4.- Procédé selon la revendication 1 ou les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on a recours, pour ladite plaque, à un bimétal, notamment du nickel recouvert de cuivre. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le produit de remplissage est une résine époxy ou une résine phénolique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le bâti est établi en un métal coulé tel que l'aluminium. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications. 1 à 5, caractérisé par le fait que le bâti est réalisé en acier mécano-soudé. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'intervalle libre laissé entre la plaque en métal dur et le bâti est de l'ordre d'au moins 10 à 15 mm. 9.- Outil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un bâti rigide, dont l'une des surfaces est agencée de façon à suivre le contour de la partie active de l'outil, constitué par une plaque dure établie préalablement, et que'des moyens sont prévus au montage pour laisser un intervalle entre ladite plaque et le support correspondant de l'outil,avec des moyens pour introduire le produit moulable de remplissage. 10.- Outil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les bords de la plaque du support correspondant du bâti sont maintenus également à distance convenable, de façon que le produit de remplissage puisse y pénétrer, des moyens étant prévus pour assurer une fermeture étanche pendant le remplis- sage par moulage. Outil Outil selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que des moyens sont prévus pour compenser les différences de dilatation entre les éléments en contact. 12.- Appareil selon la revendication Ili caractérisé par le fait que lesdits moyens consistent en un revêtement élastomère ménagé notamment entre la plaque et le produit de remplissage. 13.- Appareil selon la revendication Il et éventuellement selon la revendication 121 caractérisé par le fait que~lesdits ~ moyens comprennent une couche d'élastomère interposée entre le produit de remplissage et le bâti. 14.- Appareil selon les revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que la couche d'élastomère est projetée au pistolet (caoutchouc, polyuréthane, silicone, etc.).