Brevet FR2480152A1 — publié le 19811016

La présente invention a trait au domaine des dispositifs permettant de conformer des plaques métalliques laminées en des corps creux, par une ou plusieurs passes. Elle concerne tout particulierement un nouvel ensemble ou outil d'emboutissage et son procédé de réalisation. On sait que pour réaliser des préséries de 50 a 100 exem plaires, et parfois plus, de pie ces conformées en tôle, comme par exemple des éléments de carrosserie automobile, il faut disposer d'outils d'em boutissage, obtenus par surmoulage d'une forme,de son négatif ou d'une tôle conformée et qui soient aptes a > résister sans déformation aux phases successives de formage des plaques laminées. Jusqu a présent, les dispositifs conçus a cet effet sont réalisés, pour chacune de leurs parties constitutives essentielles : matrice, poinçon et serre-flans, par une série de phases qui comprennent notamment, apres l'habillage (ou pose d'épaisseur calibrée) matérialisant la tôle a emboutir sur chaque élément : L'application et polymérisation d'un "gel-coat" (résine thixotropée durcissable avec charges minérales et métalliques) a la forme de l'élé- ment correspondant : matrice, poinçon ou serre-flan ; la pose d'un stratifié thermodurcissable, par exemple du type résine époxy-fibres de verre, puis polymérisation le remplissage de toutes les zones internes ou coeur a l'aide d'un béton spécial, généralement du type : sable ou granulats et résine thermodurcissable genre époxy ou analogue ; après retournement de l'ensemble, et pour chaque partie constitutive: coulée puis polymérisation en surface d'une résine thermodurcissable pour obtenir la face référencée ou de travail, et enfin démoulage. Les outils obtenus donnent, certes, des résultats satisfaisants a l'emboutissage mais ils présentent un grand nombre d'inconvénients parmi lesquels il faut noter spécialement : un coût élevé tant eu égard aux matières premieres mises-en oeuvre que au plan de la main d'oeuvre ; un temps de réalisation important, généralement d'au moins 6 semaines, l'extrême difficulté adapter des modifications ultérieures de l'outil en cas de variations de forme pour la tôle finie et, enfin, la quasi-impossibilité de destruction de l'outil apres usage. Un des buts de l'invention est donc de proposer une nouvelle conception d'outil d'emboutissage ne présentant pas les séries d'inconvénients précités et alliant a la fois un poids nettement allégé et la possibilité de modifications a volonté ainsi que la facilité de destruction -apres usage. Un autre but est de mettre à la disposition du spécialiste une technique de confection d'outil d'emboutissage faisant appel à un nombre réduit de matieres premières et réduisant notablement le temps matériel d'exécution, ce qui permet de diminuer sensiblement le prix de revient final. Le nouvel outil selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que chacune des parties conventionnelles qui le composent, à savoir : mattice-poinçon-serre-flans, est constituée uniquement par deux éléments dont un coeur ou noyau unitaire et un pourtour ou peau (correspondant la face extérieure) réalisée à l'aide d'une seule résine thermodurcissable, chargée ou non. Conformément à une réalisation particulièrement avantageuse, le noyau ou coeur est réalisé totalement en bois à partir de bois bakélisé ou encore de contreplaqué multiplis; dans ce cas, les strates sont disposées dans le sens perpendiculaire à celui où les efforts de compression seront exercés lors de la mise en oeuvre de l'outil. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à l'emploi du bois et l'on peut à cet égard lui substituer, en tout ou partie, tout autre matériau de résistance appropriée à la compression. La partie extérieure ou peau, qui habille le noyau sur les faces de travail, est obtenue par coulée et polymérisation d'une résine, par exemple thermodurcissable avec ou sans charges minérales et/ou métalliques. Grâce à une telle structure simplifiée, on économise d'importantes quantités de matieres premieres synthétiques coûteuses et on parvient à réduire le poids de l'outil de plus de 50 %, parfois 60% ou plus, ce-qui est fort appréciable pour les manipulations, le transport et le gain d'énergie réalisé lorque l'outil est monté sur la pres-; se d'emboutissage. Selon sa définition la plus générale, le procédé de fabrication du nouvel outil précité est caractérisé par le fait que, apres préparation-habillage d'une forme préexistante (comme par exewr ple une maquette à frapper) et équipement de la ligne serre-flancs puis usinage à la forme des noyaux destinés à la matrice, au poinçon -et-s1ii-y-aÂie#aux-serre-flans,- on met en place le noyau matrice sur la maquette au moyen de cales et fait couler dans l'interstice une résine à la forme de la matrice habillée puis, après démoulage, procede de la même façon pour la mise en place des éléments poinçon et éventuellement serre-flans sur ladite matrice, la planéité finale de chaque partie de l'outil apres finition étant celle des divers noyaux usinés. Ainsi, contrairement à la technique connue rappelée cidessus, on supprime la pose puis polymérisation de stratifié ainsi que le remplissage par béton et il n'est plus nécessaire d'opérer les retournements ni de traiter les surfaces de travail par des résines pour obtenir la planéite souhaitée. De ce fait, on réduit le temps d'exécution d'au moins 35 à 40 % et le prix de revient final de l'outil peut-etre diminué par deux par rapport à la technique conventionelle. L'invention sera mieux comprise par la descritpion détaillée d'un mode de réalisation non limitatif, illustré par les dessins an-- nexés qui représentent schématiquement: Figures I et 2 : la préparation des équipements à partir donne maquette à frapper Figures 3 et 4 : le moulage de la matrice d'un outil selon l'invention Figures 5 et 6 o le moulage du poinçon de ce meme outil 9 Figures 7 et 8 : le moulage du serre-flans de l'outil. La phase préparatoire de mise en oeuvre du procédé exige un certain nombre d'operationsD communes à toutes les techniques dans ce domaine. On recherche tout d'abord le meilleur angle de la maquette 1 en position emboutie (opération de "balance") puis on armon dit certaines formes extérieures de celle-ci (opération dite "boulage"). On effectue ensuite l'habillage de la maquette c'est-à-dire le recouvrement par une épaisseur calibrée 2, par exemple en cire adhésive, matérialisant l'épaisseur delatle qui sera emboutie à l'aide de l'outil final. On réalise l'équipement de la ligne serre-flans 9, puis on prépare par usinage les trois éléments essentiels à savoir la matrice 3, le poinçon 4 et les serre-flans 5 qui constitueront l'ensemble de l'outil. Comme dit ci-dessus, ces noyaux sont de préférence réalisés à partir de panneaux stratifiés à plusieurs plis qui sont collés entre eux. Conformément à la première phase du procédé, illus trée par les figures 3 et 4, on met en place sur la maquette I le noyau matrice 3 au moyen de cales 6 puis on fait couler dans l'intervalle 7 une résine 8 (par exemple une résine époxy à charges minérales ou tout autre matiere, thermodurcissable ou non ayant de bonnes propriétés adhésives) l'ensemble étant ensuite démoulé, après polymérisation Pour le moulage du poinçon 4 (figures 5 et 6)-, après avoir équipé la ligne serre-flans 9' et préparé l'habillage en cire 2', on opère de la même façon que ci-dessus en mettant en place le poinçon 4 (figure 6) et en coulant la résine thermodurcissable dans l'interstice 10, l'ensemble étant ensuite démoulé après polymérisation. La phase suivante consiste à effectuer le moulage du serre-flans 5 (figures 7 et 8). Pour cela on met en place la matrice 3 et le poinçon 4 en position emboutie, au moyen de cales 11 correspondant à l'épaisseur de la tôle à emboutir. Puis on réalise l'habillage 12 et met en place les noyaux serre-flans au moyen des cales 13. On effectue ensuite la coulée de la résine thermodurcissable 14 dans l'interstice laissé libre entre l'habillage 12 et les noyaux de serre-flan 5 puis, après polymérisation, on démoule l'ensemble. La confection de l'outil est ainsi terminée, sans nécessité de prévoir un traitement de surface ultérieur, la planéité des 2 faces finales correspondant à celle des noyaux préalablement usinés comme dit ci-dessus. Toutefois, il peut s'avérer avantageux dans certains cas d'appliquer un enduit sur la face plane du noyauta résine coulée et les noyaux présentent une excellente liaison et l'épaisseur de résine mise en oeuvre est généralement de l'ordre de 10 à 15 mm. Dans l'exemple illustré ci-dessus, l'outil d'embouteillage comportait des serre-flans. Cependant on comprendra que l'invention n'est pas limitée à cette réalisation et s'étend à toutes les variantes, notamment aux cas où aucun serre-flan n'est utilisé. Les outils d'emboutissage obtenus selon l'invention ont un poids généralement diminué de plus de 60 % par rapport aux ensembles à béton et leur coût est bien entendu notablement inférieur à celui de ces derniers. Ils permettent d'atteindre des séries d'emhoutissa- ge d'au moins 100 et parfois jusqu'à 200 pièces. En outre, il est possible d'apporter des modifications ultérieures aux éléments constitutifs de l'outil alors que ceci ne pouvait être envisagé jusqu'ici. Enfin, la destruction de l'outil après usage ne pose pas de problème particulier alors qutelle était pratiquement impossible dans le cas des outils d'emboutissage connus jusqu'ici. REVENDICATIONS I. Outil d'emboutissage pour le formage de tôles ou analogues du type comportant une partie en creux ou matrice et une partie en relief ou poinçon, la matrice étant prolongée -par. des rebords ou flans aptes à coincider entre-eux-,- l'outil étant caractérisé en ce que la structure desdites parties comporte deux éléments seulement constitués par un coeur ou noyau unitaire et une face extérieure ou peau en résine contenant éventuellement des charges du type connu en soi. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau est constitué par du bois contreplaqué multiplis ou du bois bakélisé. 3. Procédé de fabrication d'un outil d'emboutissage se Ion l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisé en ce que, après préparation-habillage d'une forme pré-existante et s'il y a lieu équipement de la ligne serre-flans puis usinage à la forme des noyaux destintés à la matrice , au poinçon et s'il y a lieu aux serre-flans, on met en place le noyau matrice sur la maquette au moyen dé cales et fait couler dans l'interstice une résine à la forme de la matrice habillée puis, après démoulage, procède de la meme façon pour la mise en place des éléments poinçon et éventuellement serre-flans sur ladite matrice, la planéité finale de chaque partie de l'outil après finition étant celle des divers noyaux usinés. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite forme préexistante est constituée par une maquette à frapper ou battre les tôles et en ce que ladite résine est une résine thermodur cissabiê.