Brevet FR2426555A1 — publié le 19791221

La présente invention concerne les objets tridimensionnels en feuille de matière thermoplastique et leur fabrication et plus particulièrement, mais non exclusivement, des coques de bateaux en feuille de matière thermoplastique et leur fabrication. Un but de l'invention est de fournir un procédé pour fabriquer la coque d'un bateau d'une construction sans soudure à partir d'une feuille unique de matière thermoplastique de forme rectangulaire, bu sensiblement telle. L'invention, sous un de ses aspects, concerne un procédé pour fabriquer un objet tridimensionnel en matière en feuille, ce procédé comportant la préparation d'une feuille de matière thermoplastique d'une forme prédéterminée, le chauffage de la feuille suivant une combinaison prédéterminée de lignes à une température â laquelle la matière est ramollie le long de ces lignes, la préparation d'un gabarit pour le pliage de la feuille le long de ces lignes, le positionnement de la feuille sur le gabarit pendant que la feuille est encore molle le long de ces lignes, le pliage de la feuille sur le gabarit le long des lignes ramollies et le maintien de la feuille â l'état plié sur le gabarit jusqu'au refroidissement et au durcissement de la matière le long de ces lignes.De préférence, la matière thermoplastique est une polyoléfine et, en particulier, du polypropyline. Par un choix judicieux de la matière telle que le polypropylène, une étape supplémentaire de pliage inverse de la feuille suivant des lignes de pliage permet l'établissement d'une charnière venue de matière. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour préparer une ébauche & partir de laquelle peut être fabriquée la coque d'un bateau pliant, procédé comportant le découpage d'une feuille sensiblement rectangulaire de matière thermoplastique d'une épaisseur d'au moins 1 mm et d'au plus 4 mm, le chauffage de la feuille suivant une combinaison prédéterminée de lignes â une température à laquelle la matière est ramollie le long de ces lignes, la préparation d'un gabarit pour le pliage de la feuille suivant ces lignes, le positionnement de la feuille sur le gabarit pendant que la feuille est encore molle le long de ces lignes, le pliage de la feuille sur le gabarit suivant les lignes ramollies et le maintien de la feuille sur le gabarit à l'état plié jusqu'eu refroidissement et au durcissement de la matière le long de ces lignes, la combinaison de lignes étant telle que la feuille ait à l'état plié, la forme de la coque d'un bateau. L'ébauche ainsi préparée peut entre roulée sous une forme extrAemement compacte pour le transport. Pour dresser la coque pour son utilisation, la feuille est déroulée et peut ensuite etre dressée à la forme d'une coque. La-feuille a tendance à prendre la forme de la coque du fait de la mémoire établie dans la matière thermoplastique le long de lignes de pliage, et avec peu d'aide manuelle elle peut être facilement mise à la forme voulue dans laquelle les plis peuvent être fixés par n'importe quels moyens convenables de fixation.D'autres éléments tels que des fargues, un ou plusieurs éléments raidisseurs et un ou plusieurs sièges peuvent 8tre facilement fixés. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus par ticulièrement de la description qui va suivre, donnée à simple titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: Fig.I est une sue en coupe d'une feuille rectangulaire de polypropylène avec une combinaison de lignes de pliage selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; Fig.2 représente la feuille de la fig.1 avec des moyens pour le chauffage le long des lignes de la fig.1; Zig.3 représente le gabarit sur lequel peut être pliée la feuille lorsqu'elle a été chauffée suivant les lignes indiquées sur la fig.2; Fiv.4 et 5 représentent, respectivement en plan et en élé- vation latérale, la feuille pliée sur le gabarit de la fig.3 pour former la coque du bateau;; Fiv.6 et 7 représentent, respectivement en plan et en élévation latérale, une coque de bateau d'une autre forme obtenue, par le procédé décrit relativement aux Fiv.1 à 5, à partir d'une ébauche ayant une combinaison de lignes de pliage représentée sur la fig.8; et Fiv.8 est une vue en plan de l'ébauche pour la coque des fig.6 et 7. La figure 1 représente une ébauche formée d'une feuille 10 de polypropylène d'une épaisseur de 2 mm. La feuille 10 est représentée avec une combinaison de lignes Il à 17 suivant lesquelles la feuille 10 doit entre pliée et dépliée pour dresser et aplatir la coque d'un bateau pliant. il est ainsi nécessaire de former des plis ou des charnières le long des lignes Il à 17, suivant lesquelles le pliage et le dépliage doit s'effectuer. La feuille 10 est placée sur une table 18 représentée sur la fig.2 et des éléments chauffants rectilignes 19 à 23, en forme de rubans ou tubulaires, sont placés sur la feuille 10 sui vant la combinaison de lignes requise, ainsi qu'il ressort de la comparaison des figures 1 et 2. Les éléments chauffants rectilignes sont connectés à des sources appropriées de chauffage de la façon indiquée, par exemple, par les flèches 24 et 25 partant de l'élément 19. Les rubans, ou les tubes, 19 à 23 peuvent être chauffés de n'importe quelle façon convenable, par exemple électriquement ou par un fluide chaud. Le chauffage est maintenu par les éléments chauffants jusqu'au ramollissement du polypropylène le long des lignes Il à La figure 3 représente un gabarit 26 sur lequel la feuille 10 peut être pliée suivant la combinaison de lignes de ramollissement. Le gabarit comporte un berceau 27 dont le côté supérieur a la forme d'un V peu profond inversé. Deux éléments longitudi naux de pliage 28, dont l'un est visible sur la figure 3, sont montés le long des c8tés opposés du berceau 27. Les éléments de pliage 28 sont supportés par des bras 30, 31 et 33, 34 montés pour pouvoir pivoter sur des arbres 32 dont l'un est visible sur la figure 3. Un élément de pliage pour l'arrière sous la forme d'un bras unique 36 est représenté à l'extrémité de droite du gabarit, ce bras étant monté sur un arbre 37 pour pouvoir pivoter. Â l'extrémité de gauche du gabarit, les extrémités des éléments longitudinaux 28 sont courbés vers l'intérieur pour constituer des éléments de pliage de l'avant 38, ces éléments coopèrent avec un élément de pression 40 pour former un avant en forme d'aquaplane. L'élément 40 est mentE pour pivoter sur un arbre 41. La feuille 10, avec la combinaison de lignes de pliage ramollies par les éléments chauffants de la figure 2, est enlevée de la table 18 et est placée sur le gabarit 26 de la figure 3. Â ce moment, les éléments de pliage sont ouverts de la façon représentée en tirets pour l'élément 28 situé à gauche du gabarit, la forme générale de la feuille à ce moment étant indiquée par les lignes en tirets 39. Initialement, la feuille a tendance à se plier automatiquement autour te la ligne centrale 12 du fait de la pesanteur, et cela peut être suffisant, mais peut être aidé manuellement ri nécessaire pour l'adaptation à la forme en V inversé de la surface supérieure du berceau 27. Quand cette phase est terminée, les éléments longitudinaux de pliage 28 sont basculés pour venir en contact avec les régions longitudinales extérieures de la feuille 10 pour les plier vers le bas autour des bords longitudinaux du berceau 27 qui concordent avec les lignes ramollies Il et 13. Les éléments 28 en position fermée sont représentés en traits pleins sur la figure 3. La feuille 10, maintenue dans cet état par les éléments 28 et l'élément de pliage de l'arrière 36, est basculée jusqu'à la position représentée sur la figure 3 pour le pliage de la feuille le long des lignes ramollies 14 et 15. Finalement, l'élément de pression de l'avant 40 est bascu- lé pour former les plis galbés de la façon indiquée. Quand tous les plis ont été formés la feuille est maintenue sur le gabarit jasqutaw refroidissement et au durcissement de la matière le long des lignes de pliage. La feuille pliée est ensuite enlevée du gabarit et elle est prête pour ltutilisation. On notera qu'à ce moment la matière re a une##aémoire " de pliage et a ensuite tendance à reprendre la forme pliée d'une coque. Si on le désire, la matière peut subir une flexion suivant des lignes de pliage sélectioniées avant son enlèvement du gabarit. Cela provoque une réorientation moléculaire et établit ce que l'on appelle une charnière venue de matière. Bien que la feuille ait tendance à prendre sa forme pliée, elle peut être facilement roulée pour le transport en un paquet compact. Quand on la déroule, elle a tendance à reprendre sa forme pliée en raison de la mémoire de pliage aux lignes de pliage. Les figures 4 et 5 représentent la feuille 10 telle qu' elle est finalement utilisée sous la forme de la coque d'un bateau. La feuille est pliée suivant les lignes de pliage, et à l'arrière deux dispositifs de fixation, par exemple des boulons avec des écrous 42 en nylon sont utilisés pour fixer les plis de la façon représentée. A l'avant, uz élément de raidissement transversal unique 43 et un boulon avec écrou 44 sont utilisés pour fixer les plis à l'avant. Des fargues 45 formées par des pièces extrudées en matière plastique à profil en C peuvent aussi être utilisés pour augmenter la rigidité. Deux entretoises 47 et 48 avec des boulons 49, 50 et 51, 52 peuvent être utilisés pour augmenter la rigidité du bateau dans le sens transversal. Un siège 53 est représenté dans le bateau. Ce siège peut faire partie de l'élément de raidissement 48. Â partir du moment d'ouverture du sac contenant l'ébauche sous la forme d'un rouleau avec les différents accessoires des figures 4 et 5, le bateau peut être facilement dressé en quelques minutes pour l'utilisation. On comprend aisément qu'il est possible de fabriquer par le procédé selon l'invention des coques de formes très différentes en préparant une ébauche et en la pliant le long de lignes de. pliage d'une façon analogue à celle décrite ci-dessus. Par exemple, une coque telle que celle représentée en plan sur la figure 6 et en élévation sur la figure 7 peut être formée en chauffant une feuille rectangulaire de matière thermoplastique le long de la combinaison de lignes représentée sur la figure 8 pour le ramollissement suivant ces lignes. L'ébauche de la figure 8 est ensuite placée sur un gabarit adapté à la combinaison de ligies de la figure 8; elle est pliée suivant les lignes de pliage ainsi ramollies et elle est maintenue jusqu'au refroidissement et au durcissement de la matière le long de ces lignes. Les plis de la coque des figures 6 et 7 peuvent être fixés en utilisant seulement trois dispositifs de fixation, tels que des boulons et des écrous en nylon, de la façon représentée Cl 54, 55 et 56. Bien que l'invention ait été décrite en considérant la fabrication de coques de bateaux, il doit être compris que d'au tres objets tridimensionnels peuvent être fabriqués à partir de matières en feuilles par le procédé selon l'invention. On notera également que, bien que l'invention convienne particulièrement pour la fabrication d'objets tridimensionnels de différentes formes à partir de feuilles essentiellement rectangulaires de matières thermoplastiques, la feuille n'a pas besoin d'être rectangulaire; sa forme dépendra évidemment de celle de l'objet à fabriquer. RETENDICh2IONS 1.- Procédé pour fabriquer un objet tridimensionnel à partir d'une matière thermoplastique en feuille, caractérisé en ce qu'il comporte : le découpage à une forme prédéterminée d'une feuille de matière thermoplastique, le chauffage de la feuille suivant une combinaison prédéterminée de lignes à une température à laquelle la matière est ramollie le long de ces lignes, l'établissement d'un gabarit sur lequel la feuille peut être pliée suivant ces lignes, le positionnement de la feuille sur un gabarit pendant que la feuille est encore ramollie le long des lignes, le pliage de la feuille sur le gabarit le long des lignes ramollies et le maintien de la feuille à l'état plié sur le gabarit jusqu'au refroidissement et au durcissement de la matière le long des lignes. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le pliage inverse de la feuille suivant certaines des lignes pour provoquer une réorientation moléculaire et la formation de charnières venues de matière le long des lignes. 3.- Procédé pour préparer une ébauche à partir de laquelle peut être fabriquée la coque d'un bateau pliant, caractérisé par le découpage d'une feuille sensiblement rectangulaire de matière thermoplastique d'une épaisseur d'au moins 1 mm et d'au plus 4 mm, le chauffage de la feuille suivant une combinaison prédéterminée de lignes à une température à laquelle la matière est ramollie le long de ces lignes, la préparation d'un gabarit pour le pliage de la feuille le long des lignes, le positionne ment de la feuille sur le gabarit pendant que la matière de la feuille est encore ramollie le long des lignes, le pliage de la feuille sur le gabarit le long des lignes ramollies et le maintien de la feuille sur le gabarit à l'état plié jusqu'au refroi dissonent et au durcissement de la matière le long des lignes, la combinaison des lignes étant telle que la feuille à l'état plié ait la forme de la coque d'un bateau. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le pliage inverse de la feuille le long de certaines des lignes pour provoquer une réorientation moléculaire et la formation de charnières venues de matière le long des lignes. 5.- Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le pliage de l'ébauche préparée le long des lignes de pliage pour établir la forme de la coque, et la fixation des plis de la feuille pour maintenir la forme de la coque. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par l'adjonction de moyens de raidissement sur la feuille pliée en forme de coque. 7.- Ebauche en feuille de matière thermoplastique pour la fabrication de la coque d'un bateau pliant, caractérisée en ce qu'elle a été obtenue par le procédé selon l'une des revendications 3 et 4. 8.- Bateau pliant caractérisé en ce qu'il a été fabriqué par le procédé selon l'une des revendications 5 et 6.