Brevet FR2397280A1 — publié le 19790209

La présente invention a trait à un procédé de moulage par injection de pièces en matière thermoplastique comprenant plusieurs parties de compositions ou de teintes différentes L'invention a également trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est de plus en plus fréquent que l'on ait besoin de réaliser par injection des pièces en matière thermoplastique présentant des parties ayant des compositions ou des teintes différentes. Ainsi par exemple on peut chercher à faire des sièges d'ameublement en matière plastique présentant une partie périphérique rigide et une partie centrale, en relief, plus souple ou bien réaliser d'un seul tenant un ensemble de feux arrières de véhicule ayant des couleurs différentes. Une première solution pour résoudre ce problème est d'assurer un moulage séparé des différentes parties de la pièce puis d'assembler ces parties. Ceci présente l'inconvénient de ne pas fournir une pièce d'un seul tenant et en outre il est nécessaire de prévoir des moyens d'assemblage, de réaliser plusieurs moules et plusieurs moulages, et d'utiliser parfois des presses différentes. Un autre procedé connu consiste a effectuer un surmoulage. Ainsi, on peut utiliser un moule pour réaliser un premier moulage à la suite de quoi la pièce est transférée dans un autre moule dans lequel on effectue un surmoulage et ainsi de suite. Ceci nécessite en plus l'utilisation de plusieurs moules, de plusieurs moulages et parfois de presses différentes. On a également déjà proposé d'effectuer le moulage à l'aide d'un moule constitué de deux demi-moules pour réaliser une partie par une première injection, à la suite de quoi on éloigne l'un des demi-moules tandis que la pièce reste maintenue sur l'autre, par exemple le mâle, et l'on met en place un nouveau demi-moule qui permettra le surmoulage de la partie complémentaire. Ceci présente l'inconvénient de nécessiter une presse spéciale qui doit avoir une grande unité de fermeture et deux ou trois unités d'injection, Un autre procédé consiste à utiliser un moule unique présentant l'empreinte de la pièce définitive mais dont les volumes moulants de chaque partie sont limités par des cloisons mobiles qui sont manoeuvrées avant chaque surmoulage. Il faut pour alimenter un tel moule une presse spéciale avec deux ou plusieurs unités d'injection. Cette solution présente l'avantage de n'utiliser qu'un seul moule mais ce moule est néanmoins compliqué et cher d'autant plus s'il s'agit de réaliser une pièce de dimension importante. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de permettre de mouler par injection des pièces en plusieurs parties de natures ou de couleurs différentes et ceci l'aide d'un moule unique en permettant l'utilisation d'une presse tout-à-fait usuelle avec plusieurs unités d'injection. En outre, l'invention permet d'obtenir une liaison parfaite entre elles des différentes parties qui composent la pièce mou idée. Enfin, l'invention permet la fabrication industrielle de telles pièces moulées dans des conditions particulièrement économiques. L'invention a pour objet un procédé de moulage par injection de pièces thermoplastiques composées de parties de natures ou de couleurs différentes, caractérisé par le fait que l'on utilise un moule composé de deux demi-moules, que, les deux demi-moules étant rapprochés l'un de l'autre, on injecte au moins une pre mière partie de pièce dans le volume d'une empreinte réalisée entre les deux demi-moules, que l'on écarte ensuite-les deux demi-moules d'une distance prédéterminée, que l'on injecte au moins une deuxième partie dans le volume d'une nouvelle empreinte ainsi déterminée et disposée en communication avec le volume de ladite première partie, des moyens étant prévus pour empêcher la communication de ladite seconde empreinte avec le volume supplémentaire créé au-dessus de ladite première partie par l'écarte- ment desdites deux parties de moule. De préférence, lorsque l'on écarte les deux demi-moules on les maintient écartés à l'intérieur d'une presse en interposant dans le plan de joint du moule des cales qui supportent la grande force de fermeture. Pour empêcher la communication entre la deuxième empreinte et le volume supplémentaire situé au-dessus de la première empreinte, selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, on prévoit de réaliser la communication entre les deux empreintes au niveau d'une portion de la première empreinte s'étendant parallèlement à la direction d'écartement des demi-moules, ce qui correspond généralement à la direction de démoulage. Ainsi, au niveau de cette portion, le coulissement de l'un des demi-moules par rapport à l'autre ne libère pas de volume supplémentaire au niveau de la première empreinte et la matière injectée dans la deuxième empreinte vient au contact de la première partie sans pouvoir dépasser cette limite. Dans d'autres modes de mise en oeuvre on peut également prévoir des coulisseaux à lgintérieur du moule pour réaliser - alors la jonction des deux matières tout en empêchant la communication par un déplacement du coulisseau parallèlement à la surface de la portion de la première partie au niveau de laquelle s'effectue la jonction. L'écartement des deux demi moules sgefectue lorsque la matière moulée dans la ou les premières empreintes a atteint une consistance suffisante pour permettre cet écartement mais de préférence on réalise cet écartement le plus rapidement possible pour profiter d'un état encore chaud de la matière formant la première partie pour assurer la soudure avec la matière formant la seconde partie. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité caractérisé par le fait quWil comporte un moule d'injection en deux demi-moules, lesdits demimoules formant entre eux au moins une première empreinte lors qu'ils sont rapprochés l'un de l'autre, et au moins une seconde empreinte lorsqu'ils sont écartés l'un de l'autre à une distance prédéterminée, la communication entre lesdites empreintes étant empêchée lorsque les deux demi-moules sont à l'état rapproché et étant au contraire ouvertes lorsque les deux demi-moules sont à l'état écarté. De préférence, l'empêchement de la communication est assuré, lorsque les deux demi-moules sont rapprochés, par le fait que la partie de la seconde empreinte qui doit être mise en communication avec la première voit les surfaces correspondantes des deux demi-moules venir en contact lorsque le rapprochement des demimoules est assuré. Dans cette forme de réalisation prereree, la portion de première empreinte au niveau de laquelle doit s'effectuer la communication s'étend alors-dans une direction parallèle à la direction d'écartement ou de démoulage. D'une façon avantageuse des cales peuvent être prévues pour être insérées entre les deux demi-moules lorsque ceux-ci sont écartés, lesdites cales étant de préférence actionnées par des moyens moteurs tels que par exemple des vérins pour venir se mettre en place automatiquement. Dans un mode de mise en oeuvre perfectionné on peut prévoir au niveau de la zone qui va voir la communication entre les deux empreintes, des formes particulières ou des moyens coulissants permettant de réaliser des structures d'accrochage ou de liaison, lesdits moyens coulissants étant manoeuvrés avant ou au moment de l'injection de la deuxième partie pour libérer des volumes dans la zone d'accrochage ou de liaison de la première partie. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa rairont à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 représente une vue en coupe transversale schématique d'un moule en position rapprochée selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe transversale de ce moule en position écartée, - la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'une pièce composite fabriquée selon 'invention, - les figures 4a et tb représentent des vues d'une zone de jonction avec des formes particulières d'accrochage, - la figure 5 représente une vue de la zone de jonction avec un moyen coulissant pour réaliser une structure d'accrochage - les figures 6a et 6b représentent une vue de la zone de ponction avec un moyen coulissant selon une variante de l'inven tson pour réaliser l'accrochage, - la figure 7 représente une vue de la zone de jonction avec un autre moyen coulissant pour une nouvelle variante d'accrochage, - les figures Sa et Sb représentent deux vues schématiques montrant la possibilité de réaliser la communication entre deux parties d'une pièce coudée par un coulisseau, - la figure 9 représente une vue en section d'une pièce réalisée selon l'invention, - la figure 10 représente une vue schématique de la zone de jonction du coté droit de cette pièce au niveau du moule On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2. Le dispositif selon l'invention comporte un moule ayant une apparence classique et forme de deux demi-moules 1, 2, des moyens usuels d'injection de la matière dans l'empreinte étant prévus sans être représentés. A l'état rapproché des deux demi-moules représentés sur la figure 1, on voit qu'il existe une première empreinte 3 formant un premier volume de moulage, c'est-à-dire un volume interne susceptible d'être rempli par de la matière injectée comme on le voit sur la figure 1. Cette première empreinte est limitée extérieurement par le contact des demi-moules 1 et 2 au niveau du plan de joint 4 et intérieurement par une nouvelle zone de contact 5 parallèle au plan de joint entre les deux demi-moules. On voit en outre qu'en section la première empreinte présente au niveau de la zone 5, une partie 6 formant un rebord s'étendant perpendiculairement à la surface 5, c' est-à-dire parallèlement à la direction d'écartement et de démoulage des demi-moules 1 et 2. On doit comprendre que dans l'exemple représenté sur la figure 1 l'empreinte 3 s'étend de façon continue et refermée de sorte que l'injection de la matière dans cette empreinte 3 réalise en fait un objet en forme de bac à parois latérales inclinées et dont le fond est occupé par un orifice délimité à l'intérieur du rebord interne 6. Après avoir injecté la matière de la première partie dans l'empreinte 3 on écarte les deux demi-moules 1 et 2 pour les amener dans la position représentée sur la figure 2, dans laquelle on insère des cales 7 animées par des vérins convenables entre les demi-moules au niveau du plan de joint avant d'appliquer la pression de la presse sur les demi-moules. En effectuant cette opération on voit que l'on a ouvert un volume supplémentaire 8 au-dessus de la matière 3 formée dans la première empreinte. Ce volume 8, qui est ouvert sur la périphérie du moule, est cependant obturé dans la partie centrale du fait que le demimoule 2 a glissé sur la face interne de la zone 6 sans s'écarter de cette face. Outre, ce volume 8 il s'est créé dans la partie centrale du moule un nouveau volume de moulage correspondant à la deuxième empreinte 9 du fait que non seulement dans la zone 5 mais également dans la zone centrale les surfaces des deux demi-moules se sont écartées. Il suffit alors d'injecter dans cette empreinte 9 une autre matière convenable et ladite matière vient se fixer, en raison des propriétés des thermoplastiques, contre la partie de la face interne de la portion 6 qui est apparente et qui forme en fait la limite périphérique extérieure de la seconde empreinte 9. Il suffit alors de démouler la pièce obtenue qui présente alors une forme de bac dans laquelle le fond a été réalisé en un matériau de nature différente. En se référant à la figure 3 on voit en coupe transversale une pièce qui présente la forme d'un profil allongé en trois matières différentes. Une première matière thermoplastique est présente dans les zones 10, Il et 12 qui correspondent à des premières empreintes qui sont présentes dans le moule lorsque les deux demi-parties du moule sont rapprochées. Les deux autres parties de matières différentes 13, 14 correspondent à des empreintes qui sont apparues au moment où les deux demi-moules ont été écartés, et l'on voit qu'au niveau de la jonction de chacune des premières parties 10, 11, 12 avec les autres parties 13 ou 14, ces premières parties présentent des rebords 15 analogues aux rebords 6 s'étendant dans la direction de démoulage. On conçoit que l'homme de avant pourra facilement mettre à profit l'invention pour réaliser ainsi des pièces ayant des sections ou des formes hautement complexes et constituées en un nombre quelconque de parties avec une combinaison de choix de matières susceptibles d'être variée à volonté. En se référant aux figures 4a et Ob on voit qu'au niveau d'une zone 16 de la première partie de la pièce, zone correspondant à la zone 6 de la figure 1, c'est-à-dire s'étendant parallèlement à la direction de démoulage, on a réalisé, au moment où les deux moules étaient rapprochés, un étrier 17 s'étendant depuis la face interne de cette portion 16 de la première partie de la pièce. Au moment où les deux moules ont été écartés, la face inférieure du moule 2 occupe la position représentée en traits interrompus et l'étrier 17 a été en quelque sorte déformé et démoulé. Lors de l'injection de la matière 18 qui pénètre dans la seconde empreinte, on voit que cette matière va entourer l'étrier 17 tout en venant en contact avec la partie inférieure de la face interne de la zone 16 et l'on obtient ainsi une liaison à la fois par accrochage autour de ltetrier 17 et par soudure entre les deux matières. En se référant à la figure 5, on voit que dans le moule 1 on a prévu une broche 19 susceptible de coulisser horizontalement, c' est-à-dire perpendiculairement à la direction de démoulage. Au moment de l'injection de la première partie dans la première empreinte, au niveau d'une portion 16, la broche- 19 se trouve positionnée vers la droite et détermine alors dans cette portion 16, lors de l'injection de celle-ci, un orifice ouvert sur la face droite interne de la portion 16 et s'évasant vers la face gauche opposée.Une fois l'injection de la première partie assurée, on recule la broche 19 légèrement vers la gauche et on écarte le moule 2 pour l'éloigner du moule 1. On injecte alors la partie 18 dans la seconde empreinte et on comprend que dans ces conditions, la matière qui pénètre dans cette seconde empreinte pénètre également dans lvorifice qui a été déterminé dans la paroi de la portion- 16, réalisant également un accrochage dans cette paroi. On remarque aussi que le bord inférieur de la portion 16 est situé à une certaine distance au-dessous de la face inférieure de la matière 180 Ceci empoche une infiltration de matière 18 sous ce bord inférieur, ce qui peut se produire parfois lorsque ce bord et cette face sont dans un même plan comme dans la figure 4a. En se référant aux figures 6a et 65 on voit qu'au niveau d'une portion 16 d'une première partie de pièce on réalise un étrier 20 anal9gue- à l'étrier 17 mais cette fois ci l'empreinte de l'étrier est pratiquée d'une part dans le moule 1 au niveau de sa zone 5 et d'autre part, dans la face supérieure dune broche 21 maintenue par un moyen ressort et susceptible de s effacer verticalement à l'intérieur de la partie de moule 1 lorsqu'elle reçoit une poussée suffisante.On conçoit donc que lorsque les deux parties de moule 1 et 2 sont rapprochées et que la broche 21 est montée l'injection dans la première empreinte réalise l'étrier 20. On écarte ensuite les deux demi-moules et l'on voit que la matière 18 qui pénètre dans la deuxième empreinte repousse la broche par pression sur presque toute la surface pour l'amener dans la position représentée en traits interrompus sur la figure 6a libérant ainsi un volume qui permet à la matière 18 de venir complètement noyer l'étrier 20 réalisant non seulement une soudure mais également un effet d'accrochage. En se référant à ure figure 7 on voit que l'on a réalisé à la partie inférieure du rebord 16, grace à une forme convenable du moule 2 et à la présence d'une broche 22 coulissant dans la partie de moule 1, un relief e#n forme de fer de lance 23. Lorsque l'on abaisse la broche 22 et que l'on écarte les parties de moule 1 et 2 l'une de l'autre, on détermine autour de ce fer de lance 23 un volume en liaison avec la seconde empreinte qui est occupé par la matière 18 et qui noie complètement ce prolongement 23 réalisant là également un accrochage. En se référant à la figure Sa on a représenté cette fois ci une coupe horizontale d'une pièce coudée. Dans ce cas, d'une façon classique, on comprend que si l'on écarte simplement les demi-moules 1 et 2 l'un de l'autre on n'obtiendra pas la même épaisseur d'empreinte dans l'une et l'autre branche de la partie d'empreinte coudée. Dans ce but, on prévoit alors que l'une des parties de moule présente un coulis- seau, par exemple un coulisseau intérieur 24 susceptible d'être coulissé dans le demi-moule 1 dans le sens des flèches. On peut ainsi donner l'épaisseur voulue à la portion de matière 25. En variante il serait également possible d'utiliser un coulisseau extérieur. On se réfère aux figures 9 et 10. Dans Le cas où l'on désire réaliser un profilé tel que celui représenté sur la figure 9, on peut utiliser un coulisseau aux- linaire tel que représenté sur la figure 10.Le profil de la figure 9 comporte deux parties 26, 27 réalisées en un premier matériau alors que la partie centrale 28 est réalisée en un autre matériau. Les. parties 26 et 27 sont injectées simultanément au moment où les deux demi-moules sont rapprochés an de l'autre, position dans laquelle l'empreinte correspondant à la partie 28 est inexistante.On voit que la partie 26 présente un rebord 29, analogue au rebord 6 et parallèle à la direction d'écartement des demi-moules. par contre, on voit qu'au niveau de la partie 27 la partie ,3 présente une zone 30 s'étendant dans la direction d'écartement de sorte que si cette partie d'empreinte est obturée lorsque les deux demi-moules sont rapprochés, elle restera obturée lorsque les deux demi-moules sont écartés. En outre le rebord correspondant de la partie 27 s'étend cette fois ci perpendiculairement à la direction d'écartement. Pour réaliser une telle disposition on prévoit de monter un coulisseau actionné dans le sens des flèches et susceptible, dans sa position en trait plein, d'interrompre toute communication entre la partie d'empreinte 27 et la partie d'empreinte 28, ce coulisseau étant en plus maintenu en place dans sa position par l'appui de la partie de moule 2 en position appliquée contre la partie de moule 1. Lorsque l'on écarte le moule 2 du moule 1 pour ramener le moule 2 dans sa position représentée en trait interrompu, on voit qu'il est alors possible de coulisser le coulisseau 29 vers la droite ce qui libère alors la portion 30 de l'empreinte 28 et permet la jonction de cette empreinte avec la partie 27. Bien entendu différentes variantes peuvent être envisagées pour assurer l'accrochage ou la jonction des parties de nature différente lorsque celles-ci s'étendent selon des formes ou des directions qui ne permettent pas d'assurer une obturation de la communication entre les différentes empreintes par le simple jeu du déplacement des demi-parties du moule. Ainsi des coulisseaux peuvent être prévus soit pour empêcher une communication de la première empreinte avec la seconde au moment où les deux demimoules sont rapprochés l'un de l'autre, soit au contraire pour empêcher simplement la commmunication de la deuxième empreinte avec le volume supplémentaire s'étendant au niveau de la première empreinte lorsque les deux demi-moules ont été écartés. REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage par injection de pièces thermoplastiques composé de parties de natures ou de couleurs différentes, caractérisé par le fait que l'on utilise un moule composé de deux demi-moules, que, les deux demi-moules étant rapprochés l'un de l'autre, on injecte au moins une première partie de pièce dans le volume d'une première empreinte réalisée entre les deux demimoules, que l'on écarte ensuite les deux demi-moules d'une distance prédéterminée, que l'on injecte au moins une deuxième partie dans le volume d'une nouvelle empreinte ainsi déterminée et disposée en communication avec ladite première partie, des moyens étant prévus pour empêcher la communication de la seconde empreinte avec le volume supplémentaire créé au-dessus de ladite première partie par l'écartement desdites deux parties de moule. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après écartement on maintient les deux demi-moules écartés en interposant dans le plan de joint du moule des cales pour supporter la grande force de fermeture. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on réalise la communication entre les deux empreintes au niveau d'une portion de la première empreinte sletandant parallèlement à la direction d'écartement des demi-moules. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'au niveau de la zone de communication entre lesdites empreintes on réalise sur la matière moulée dans la première empreinte des reliefs d'accrochage pour la matière moulée dans la deuxième empreinte. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on utilise des moyens coulissants pour réaliser lesdits reliefs et les dégager pour offrir un volume à la matière de la deuxième empreinte. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on utilise un coulisseau pour empêcher la communication de ladite seconde matière avec le volume supplémentaire créé au-dessus de la première partie par l'écartement des deux parties de moule. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que pour isoler le volume de la première empreinte avec le volume de la deuxième empreinte, lorsque les deux demi-moules sont rapprochés l'un de l'autre, on utilise un coulisseau. 8, procédé selon l'une quelconque des revendications X a 7, caractérisé par le fait que l'on utilise un coulisseau que l'on déplace lors de l'écartement des moules pour assurer une augmen- tation -d'épaisseur dans une zone de la première partie inclinée par rapport à la direction -d'écartement. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un moule d'injection en deux d#emi-moules, lesdits demi-moules formant entre eux une première empreinte lorsqu'ils sont rapprochés l'un de l'autre, et au moins une seconde empreinte lorsqu'ils sont écartés l'un de l'autre à une distance prédé- terminée, la communication entre lesdites empreintes étant empechée lorsque les deux demi-moules sont à l'état rapproché et étant au contraire ouverte lorsque les deux demi-moules sont à l'état écarté. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'empêchement de la communication est assuré, lorsque les deux demi-moules sont rapprochés , par le fait que la partie de la seconde empreinte qui doit être mise en communication avec la première possède des surfaces correspondantes des demi-moules venant en contact. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la portion de la première empreinte au niveau de laquelle doit s'effectuer la communication s 'étend dans une direc- tion parallèle à la direction d'écartement des moules. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte des cales susceptibles entre insérées entre les demi-moules par des moyens moteurs. 13.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens coulissants permettant de réaliser les structures d'accrochage ou de liaison au niveau de la zone de communication entre lesdites empreintes. 14.Dispositif selon -l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que pour empocher la communication entre les empreintes lorsque les demi-moules sont rapprochés il comporte un coulisseau susceptible de délimiter ladite première empreinte. 15.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé par le fait qu'il comporte un coulisseau pour empêcher la communication de ladite seconde matière avec le volume supplémentaire créé au-dessus de la première partie.