Brevet FR2468454A1 — publié le 19810508

La présente invention concerne un procédé et un appareil de moulage par coulée sous pression permettant de fabriquer des pièces moulées de diverses configurations. La présente invention s'applique notamment i la fabrication d'isolateurs haute tension. Il est bien connu que de nombreuses pièces moulées en résine synthétique sont obtenues par injection. Le procédé d'injection liquide utilisé actuellement présente les divers inconvénients suivants: 10) moule coûteux (demi-coquille nécessitant généralement un usinage important), 20) inconvénient de l'injection transversale (déformation de la tige dans le cas du moulage,par exemple. d'isolateur haute tension), 30) limitation des formes qui doivent permettre un démoulage par séparation des deux demi-parties;aucune contre-dépouille ne peut donc être admise, 40) la longueur réalisable en une seule injection est limitée par la capacité du matériel ou oblige à la mise en place d'un équipement extrêmement coûteux, 5 ) on sait,de plus,que les moules en demi-coquille subissent,dans le cas d'une utilisation intensive,une détérioration rapide de la qualité du plan de joint, aboutissant à l'apparition de bavures difficilement éliminables par les moyens habituels classiques,surtout lorsquton injecte un élastomère à déformation élastique élevée.Cet inconvénient est encore amplifié si le moulage est réalisé sous vide poussé,les infiltrations de matière devenant de ce fait pratiquement impossibles à maîtriser ,même si la qualité du plan de joint approche de la perfection. La présente invention remédie aux inconvénients mentionnés plus haut en proposant un procédé et un appareil de moulage par coulée sous pression avec lesquels la pièce moulée obtenue ne comporte pas de bavures et de lignes de fuite. Par la mise en oeuvre de la présente invention il est possible de réaliser,de façon peu coûteuse,des maquettes, des présériesw(èfaire des essais dans le but de rechercher certaines formes afin de définir la pièce idéale. En outre, grâce à la présente invention, on peut déterminer aisémen#t les caractéristiques mécaniques des pièces moulées produites sans avoir à concevoir un moule en acier qui est très onéreux. La présente invention a pour objet un procédé de moulage par coulée sous pression selon lequel on fabrique un moule destructible composé d'une pluralité de pièces assemblées sur un noyau, la forme intérieure du moule ainsi constitué étant celle de la pièce à réaliser, on fixe un premier embout à une extrémité du noyau, on fixe de manière amovible sur l'autre extrémité du noyau un deuxième embout capable de se déplacer par rapport au noyau; de manière à constituer un corps de moule, on introduit le corps de moule dans une capacité capable d'être mise sous vide, on associe à la capacité une cage de moulage s'appliquant de façon étanche sur le deuxième embout et sur la capacité, ladite cage présentant des moyens de mise en communication avec ltexté- rieur, on obture la cage de moulage et on la fixe en position d'étanchéité par rapport à la capacitê,on bloque en position de façon ajustable le premier embout réalisant ainsi un ensemble de moule fixé mécaniquement, étanche à l'air et au vide et pouvant être mis en communication par la cage de moulage avec, au choix, une source de vide ou un pot d'injection de matière synthétique constamment tenue sous pression* après quoi on fait le vide à l'intérieur de l'ensemble de moule, et on injecte la matière synthétique dans le moule, puis on enlève l'ensemble de moule contenant la pièce injectee, on soumet ledit ensemble à des conditions propres à détruire les pièces constitutives du moule et on désolidarise le premier et le deuxième embout ainsi que la cage de moulage pour récupérer la pièce. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention comprend un moule destructible composé d'une pluralité de pièces assemblées sur un noyau, un premier embout fixé à une extrémité du noyau, un deuxième embout fixé de manière amovible sur l'autre extrémité du noyau et capable de se déplacer par rapport à celui ci, ces éléments constituant un corps de moule, une capaci té recevant ledit corps de moule, susceptible d'être mise sous vide et reliée à une cage de moulage s'appliquant de fa çon étanche sur le deuxième embout et sur ladite capacité, des moyens de mise en communication avec l'extérieur2 une source de vide, et un pot d'injection de matière synthétique. Conformément à la présente invention, le mou le destructible composé d'une pluralité de pièces est réalisé par empilage desdites pièces qui sont solidarisées par assemblage ou collage. A titre d'exemple, l'assemblage peut être obtenu par un simple emboîtement d'une pièce avec une autre pièce. Chaque pièce de moule est avantageusement en résine synthétique. Une matière particulièrement préférée est le polystyrène, car il permet de visualiser l'opération de moulage proprement dite. D'un autre coté, une telle substance procure un bon empilage des pièces. Le moule, après la séquence d'opérations nécessaires à la mise en oeuvre de la présente invention, est détruit par tout moyen convenable, mécanique, thermique, chimique ou autre. Le noyau à surmouler dont la forme intérieure est celle de la pièce à réaliser est sous la forme d'une tige dont la longueur correspond à l'ensemble de moule. Il est possible de choisir toute longueur appropriée selon les considérations économiques. De préférence, ce noyau à surmouler est une tige en verre filamentaire et résine époxy. Cependant, le choix du matériau constitutif dudit noyau dépend de l'application finale envisagée pour le produit obtenu. Les embouts placés à chaque extrémité du noyau selon la longueur du moule sont des pièces d'assuje- tissement du moule. Ces embouts peuvent, à titre d'exemple, être des pièces métalliques, ils peuvent aussi être en résine synthétique; toutefois, étant donné que ces pièces seront récupérées lors de la mise en oeuvre d'une/operration ultérieure de moulage, elles devront résister aux conditions auxquelles elles seront soumises lors de la destruction du moule. Les deux embouts sont fixés à chaque extrémité du noyau à l'aide de tous moyens convenables : vis, goupilles et analogues. La capacité, qui reçoit le corps de moule constitué par les pièces assemblées sur le noyau à surmouler et les deux embouts précités, est associée å une cage de moulage s'appliquant de façon étanche sur le deuxième embout. Cette capacité se présente, à titre d'exemple, sous forme d'un tube en polyméthacrylate de méthyle ou en polychlorure de vinyle transparent. Ces matières sont des exemples non limitatifs; tOutefois, il est souhaitable qu'elles soient transparentes afin de pouvoir visualiser l'opération de moulage. La cage de moulage du dispositif selon la présente invention comporte des moyens de mise en communication avec l'extérieur, et on peut envisager toutes les formes possibles de canaux et conduits. Cette cage de moulage est obturée et fixée en position d'étanchéité par rapport à la capacité. A cet effet, on peut utiliser des moyens d'obturation connus tels que bouchons et analogues. Pour réaliser la fixation mécanique de lten- semble de moule, le premier embout situé à l'opposé de la cage de moulage est bloqué en position# de façon ajustable. A cet effet, on utilise par exemple, dans la présente invention, un ensemble constitué par un piston mû par un volant, ledit piston étant étanchéifié par rapport à la capacité et à l'air extérieur par des moyens appropriés tels que des joints. Après avoir réalisé l'ensemble de moule comme on l'a indiqué, cet ensemble est mis en communication par la cage de moulage avec, au choix, une source de vide ou un pot d'injection de matière synthétique. Après avoir fait le vide dans le moule, on peut manoeuvrer rapidement un robinet ou une vanne pour injecter la matière. La matière synthétique introduite dans l'ensemble de moule est par exemple un élastomère liquide, notamment un élastomère de silicone. Cet élastomère liquide est destiné à la réalisation de la pièce moulée. En général, lors de la mise en oeuvre de la présente invention, après avoir fait le vide dans l'ensemble de moule et injecté la résine au moyen d'un dispositif approprié tel qu'un ensemble piston d'injection-pot d'injection, selon la nature de la résine, on porte l'ensemble de moule au four pour la polymérisation de la résine. Cette opération est bien entendu fonction du type de résine, certaines résines ne nécessitant aucun traitement au four. Dans le cas de la prévision d'un tel traitement au four, la température du four peut varier dans de larges limites selon la nature et la composition de la résine. On peut mentionner, à titre d'exemple, une gamme de température de 100 à 300 C. Le passage au four selon le matériau constitutif du moule peut entraîner également sa destruction. Après la destruction du moule, le produit moulé obtenu est en un seul bloc. Ce bloc peut être découpé à la dimension désirée lors d'une opération ultérieure. Le produit est absolument parfait, il ne présente aucune bulle et aucune ligne de faiblesse. Divers avantages et caractéristiques selon la présente invention ressortiront de la description détail lée ci-après. L'invention est illustrée, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés sur lesquels Fig. 1 est une coupe axiale de deux pièces de moule assemblées sur un noyau à surmouler. Fig. 2 est une vue de côté et en coupe axiale du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. Fig. 3 est une vue de côté du dispositif d'injection comprenant un piston et un pot d'injection, ainsi qu'un dispositif pour réaliser le vide à l'intérieur du moule et de la capacité de l'appareil selon la présente invention. Aux dessins annexés, la figure 1 montre en coupe axiale des pièces de moule E. Chaque pièce de moule E est obtenue par injection d'une façon habituelle. L'empilage, tel que représenté en 2', -de ces pièces E, comme le montre la figure 1, permet de réaliser un moule. Ce moule est assemblé sur un noyau 2. Après leur mise en place sur le noyau 2, et par conséquent après leur empilage, les pièces sont solidarisées. Pour réaliser une telle opération, elles sont par exemple collées ou elles s'adaptent par emboîtement. Pour coller les pièces E, on peut utiliser un solvant, tel que l'acétone, bien que ce choix ne soit nullement limitatif. L'acétone convient bien pour des pièces en polystyrène. Lorsqu'on prévoit un collage, la durée nécessaire à une telle opération est très brève. Il est possible,par exemple, de coller une cinquantaine de pièces en moins de deux minutes. Les pièces de moule E représentées sur la figure 1 sont en résine synthétique. On utilise en général du polystyrène pour deux raisons principales : d'une part, cette matière peut être facilement injectée de manière classique pour l'obtention desdites pièces et elle est facilement des tructible, d'autre part, elle procure l'avantage de permettre de suivre l'opération de moulage ultérieure en raison de son excellente transparence. La figure 2 illustre le procédé et le dispositif de moulage selon la présente invention. Après avoir réalisé le moule M comme indiqué plus haut, composé d'une pluralité de pièces E assemblées sur le noyau 2, on fixe un premier embout 1 sur une extrémité 2a du noyau 2. Le blocage speffectue par l'intermédiaire d'une vis 3. Sur l'autre extrémité 2b du noyau 2, selon la longueur de moule M, on fixe de manière amovible, pour permettre un coulissement sur le noyau à surmouler 2, un deuxième embout 4. On obtient de cette façon un corps de moule. On introduit ce corps de moule dans une capacité 5. Cette capacité 5, dans l'exemple illustré, est constituée par un tubo, de préférence transparent. On associe à la capacité 5 une cage de moulage 6 s'appliquant de façon étanche sur le deuxième embout 4 et sur la capacité 5. La cage de moulage 6 présente des moyens de mise en communication avec l'extérieur. Cette opération réalisée, on met en place un bouchon 7 dans la cage de moulage 6, toute infiltration d'air à l'intérieur de la capacité 5 étant rendue impossible par la présence de joints élastiques 8 et 9. L'arrêt en position longitudinale du bouchon 7 est assuré par le blocage d'une vis 10. Cette mise en place ayant été opérée, on actionne, par rotation d'un volant 11, le piston 12 étanchéi- fié par rapport à la capacité 5 et à l'air extérieur par des joints 14, ce qui assure l'alignement et le centrage de lten- semble de moule constitué par les divers éléments précités. Après la mise en oeuvre de ces différentes opérations, on solidarise, au moyen de la vis 13, l'ensemble constitué par l'embout 1, le noyau 2, l'embout 4, le bouchon 7 et les éléments constitutifs du moule proprement dit. Le dispositif selon la présente invention est à ce moment prêt à recevoir l'élastomère liquide 15 qui sera injecté sous pression dans le moule M par l'intermEdiai- re de la cage de moulage 6. Toutefois, avant de procéder à ladite injection de résine synthétique,on réalise le vide à l'intérieur du moule M et de la capacité 5. A cet effet, on utilise une source de vide D associée à un robinet R. Après avoir réalisé les opérations ci-dessus indiquées, dans un deuxième temps, on injecte dans le moule M l'élastomère 15contenu dans un pot d'injection P. Cet élastomère est préalablement dégazé pour éviter la formation de bulles. Dès que le remplissage du moule M a été effectué, cette opération pouvant être visualisée en raison des matériaux utilisés, comme on l'a indiqué plus haut, on interrompt l'injection et on procède au retrait de l'ensem- ble de moule. Selon la nature de l'élastomère qui est, par exemple, un élastomère de silicone, on porte l'ensemble de moule au four pour la polymérisation. Le four peut être d'un type quelconque approprié,il est chauffé pour permettre la polymérisation de la résine. Etant donné que de nombreuses résines polymérisent à diverses températures,on indique, à titre d'exemple, une gamme de 100 à 3000 C. Après la polymérisation au four, si une telle opération est utilisée, on récupère les premier et deuxième embouts 1 et 4 ainsi que 11 obturateur ou bouchon 7. Le moule M est détruit dans le four ou ultérieurement; on récupère alors la pièce moulée finale. Pour une telle opération, les embouts 1 et 4, de meme que le bouchon ou obturateur 7, sont réalisés en un matériau résistant aux conditions qui règnent dans le four; le choix des matériaux n'est donc pas limitatif si lesdits matériaux résistent à la température de chauffage du four. Dans certains cas, il est possible d'omettre l'opération de polymérisation au four; le moule est alors détruit par tout autre moyen adéquat, par exemple par voie mécanique ou chimique. On peut recommencer le moulage d'autres pièces en introduisant un nouvel ensemble de moule comme défini plus haut, ce qui permet d'obtenir à volonté le nombre de pièces voulu. Après la destruction du moule en polystyrène ou analogue soit au four soit par voie mécanique ou chimique, on récupère le produit moulé. Ce produit peut être découpé lors d'une opération ultérieure à la dimension désirée selon les besoins. L'aspect de la pièce obtenue finalement par le procédé de la présente invention est absolument parfait.Le produit ne comporte aucune zone de faiblesse et est d'une qualité incomparable du fait qu'il ne comporte pas de bavures et de voile. Dans la présente invention, on a indiqué que le moule destructible composé d'une pluralité de pièces assem blées sur un noyau à surmouler est, de préférence, en polystyrène, car cette matière est d'une part facilement destructible au four, et d'autre part elle permet une visualisation du procédé de moulage.Toutefois, d'autres matières analogues peuvent être utilisées.Il suffit simplement que lesdites matières présenett les caractéristiques indiquées ci-après, à savoir a) il doit s'agir d'une matière banale, d'un prix d'achat situé au plus bas de l'échelle des prix; b) cette matière doit permettre une production à grande cadence, donc à bas prix, avec le meilleur état de surface, puisque celui-ci se reproduira sur le moulage définitif obtenu; c) cette matière doit être collable ou emboîtable instantanément après empilage et assemblage des pièces constitutives du corps de moule; enfin, d) ladite matière doit pouvoir être détruite, après utilisation, dans un four chauffé à 1500C environ ou par tout moyen adéquat, c'est-à-dire mécanique, chimique ou autre. La présente invention permet d'obtenir une pièce moulée de n'importe quel type et de n'importe qu'elle forme, car ces deux paramètres sont fonction de la forme du moule. Cependant, l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans la fabrication d'isolateurs haute tension. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage par coulée sous pression, caractérisé par les opérations selon lesquelles on fabrique un moule destructible composé d'une pluralité de pièces assemblées sur un noyau, la forme intérieure du moule ainsi constitué étant celle de la pièce à réaliser, on fixe un premier embout à une extrémité du noyau, on fixe de manière amovible sur l'autre extrémité du noyau un deuxième embout capable de se déplacer par rapport au noyau, de manière à constituer un corps de moule, on introduit le corps de moule dans une capacité capable d'etre mise sous vide, on associe à la capacité une cage de moulage s'appliquant de façon étanche sur le deuxième embout et sur la capacité, ladite cage présentant des moyens de mise en communication avec ltexté- rieur, on obture la cage de moulage et on la fixe en position d'étanchéité par rapport à la capacité, on bloque en position de façon ajustable le premier embout, réalisant ainsi un en semble de moule fixé mécaniquement, étanche à ltair et au vide,et pouvant etre mis en communication par la cage de moulage avec, au choix, une source de vide ou un pot d'injection de matière synthétique, après quoi on fait le vide à l'intérieur de l'ensemble de moule, on injecte la matière synthétique dans le moule, puis on enlève l'ensemble de moule contenant la pièce injectée, on soumet ledit ensemble à des conditions propres à détruire les pièces constitutives du moule proprement dit et on désolidarise le premier et le deuxième embout ainsi que la cage de moulage pour récupérer la pièce. 2. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moule destructible composé d'une pluralité de pièces assemblées sur un noyau, un premier embout fixé à une extrémité du noyau, un deuxième embout fixé de manière amovible sur l'autre extrémité du noyau et capable de se déplacer par rapport à celui-ci, ces éléments constituant un corps de moule, une capacité recevant ledit corps de moule susceptible d'etre mise sous vide et reliée à une cage de moulage s'appliquant de façon étanche sur le deuxième embout et sur ladite capacité, des moyens de mise en communication avec l'extérieur, une source de vide et un pot d'injection de matière synthétique constamment tenue sous pression. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moule destructible composé d'une pluralité de pièces est réalisé par empilage desdites pièces qui sont solidarisées par assemblage ou collage. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le moule est en résine synthétique du genre polystyrène. 5.Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le noyau à surmouler est une tige dont la longueur correspond à celle du moule, notamment une tige en verre filamentaire et résine époxy. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les embouts placés à chaque extrémité du noyau à surmouler selon la longueur du moule sont des pièces d'assujettissement du moule. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la capacité qui reçoit le corps de moule est un tube en résine synthétique du genre polyméthacrylate de méthyle ou PVC transparent. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens de mise en communication avec l'extérieur de la cage de moulage sont des canaux. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la cage de moulage est obturée et fixée en position d'étanchéité par rapport à la capacité. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que l'élastomère liquide destiné à la réalisation de la pièce moulée est un élastomère de silicone. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le moule est dé truit par tout moyen convenable, mécanique, thermique, chimique ou autre. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit en outre une polymérisation finale au four de l'ensemble de moule à une température comprise dans la gamme de 100 à 3000 C. 13. Produit obtenu par le procédé selon la revendication 1, en une seule pièce ou découpé à la dimension désirée lors d'une opération ultérieure.