Brevet FR2481992A1 — publié le 19811113

Dans l'état actuel de la technique, il est courant de mouler sous vide des matières thermo-plastiques .Le procédé est, en général, le suivant : on chauffe la feuille de matière thermo- plastique jusqu'à sa température de ramollissement, puis on la dépose sur un moule mâle ou femelle ayant la forme de la pièce à obtenir. Le moule est percé de multiples petits trous qui permettent de faire le vide entre le ou les moules (dans le cas de moule à multiples empreintes) et la feuille de matière thermo-plastique devenue déformable du fait de sa tempéra- ture. En général, le moule est positionné sur une machine formant caisson, l'air ne peut passer entre le moule et la feuille de plastique, ceci grâce à un joint d'étanchéité. Il existe meme des machines à mouler sous vide assurant par cycle automatique ou manuel le moulage désiré. En ce cas, la feuille à mouler est positionnée à froid sur le moule, de fa çon à assurer une étanchéité parfaite entre feuille à mouler et moule. La partie supérieure de la machine à mouler porte des résistances, ou réflecteurs chauffants, de sorte qu'en rabattant ou en faisant coulisser le couvercle de la machine, un contact s'établit alimentant en courant les résistances ou les réflecteurs. Un thermostat contrôle la température de la feuille à mouler, et, dès que la bonne température est atteinte, une vanne s'ouvre, et et le vide est amené sous le moule ; la feuille alors prend très exactement la forme de l'empreinte que l'on a désiré lui donner. Hélas, il est très difficile de donner une température rigoureusement identique en tous points à une feuille exposée ainsi à des rayons infra-rouges, d'où des zones d'inégale déformation possible. Malgré la simplicité et la rapidité de telles machines, elles ne sont guère utilisées que pour le formage de pièces très ordinaires. Par contre, pour les pièces requérant un allongement identique en tous points, on préfère généralement chauffer les feuilles dans des étuves, et plus généralement dans des étuves à air brasse. On élève ainsi la température de la feuille à mouler un peu au-dessus de sa température de déformation, et on la positionne de façon étanche sur le moule, qui peut alors être un simple moule femelle parfaitement poli sur la face où se fait le moulage (de tels moules peuvent être en métal ou en plastique armé, ce qui est le cas le plus fréquent). Dans ce cas, le moule peut soit être positionne de façon étanche sur une machine à mouler, soit comporter sur sa face externe un certain nombre de canaux de forme quelconque, généralement de faible diamètre ou de faible dimension. Tous ces canaux aboutissent à un seul et même point qui, pour la facilité, peut avoir une forme semi-sphérique, conique ou autre. Les canaux aboutissent et débouchent tous dans cette forme creuse, qui elle-même est reliée de façon étanche à un tube aboutissant à une pompe à vide, ou mieux à anaccumulateur de vide ; de la sorte, en ouvrant une vanne positionnée sur le tube amenant le vide, il est possible d'assurer le vide entre feuille et moule, ce qui permet ainsi un bon moulage. En effet, tous les canaux d'amenée de vide correspondent avec la face interne du moule par de mUltiPleS petits trous de quelques ] /10e de millimètre de diamètre. Toutefois, cette méthode ne permet pas d'obtenir, dans le cas de moulage de pièces transparentes, des pièces sans aberrations optiques. Notre procédé à pour but d'assurer aux pièces moulées une épaisseur constante et des qualités optiques aussi parfaites que possible, comme cela est indispensable en Aviation. Notre procédé est économique, car ne comprend point de matière perdue. De plus, il est rapide. En voici la description Le moule peut être réalisé de façon quelconque, en métal ou en matière plastique. Il est de préférence femelle ; la partie interne est parfaitement polie, et il comporte à sa partie externe des canaux adhérant à cette face de façon étanche, comme il est dit plus haut. Ces canaux sont généralement positionnés aux points ou suivant les lignes où la matière plastique à mouler sera le plus sollicitée en étirement. Tout ceci est, du reste, du domaine courant de l'homme de ltart. Toutefois, les pièces moulées par les procédés classiques sont obtenues, nous l'avons dit, avec des feuilles inégalement chauffées, et qui en général, se refroidissent entre le temps où on les transporte de ltétuve au moule. Ces différences de température, même faibles, sont génératrices de tensions internes, surtout dans les endroits les plus étirés de la pièce. Afin d'éviter ce défaut toujours grave, nous faisoz chauffer la feuille à mouler entre deux feuilles d'élastomère silicone. Au préalable, la feuille de plastique à mouler aura été elle-même vérifiée du point de vue optique, et revêtue au pistolet (ou par tout autre moyen assurant une épaisseur constante) de dispersion silicone ne comportant pas de solvant du plastique thermo-plastique à mouler. En général, et non exclusivement, on pourra utiliser une dispersion poly mérisant à froid ou à faible température, à base, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, de naphta. La feuille à mouler sera revêtue sur ses deux faces d'une épaisseur de dispersion de 4 à 6/10e de millimètre, voire plus. Il sera bon de préparer ainsi des feuilles d'avance, car la polymérisation de chaque couche demande environ 24 h à 180C. Par contre, on peut appliquer plusieurs couches l'une sur l'autre assez rapidement, les dispersions utilisables demandant de 10 à 15 minutes pour être hors poussière. Or, les couches successives doivent être appliquées avant que la couche soit hors poussière, si l'on veut une bonne adhérence. Il sera ensuite aisé, les couches de dispersion étant sèches depuis 24 h ou plusieurs mois, de dessiner au feutre, ou par tout autre procédé, la pièce à mouler et de débiter la feuille en conséquence. La feuille ainsi préparée est prete au moulage. Elle est alors mise entre deux feuilles de silicone polymérisé à chaud, et ayant au moins 200 % d'allongement. La dispersion aura une dureté schor de 20 à 35, voire 40, ainsi que les feuilles de silicone polymérisé à chaud, tel que, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, de silicone S.E.V. Ces deux feuilles auront quelques millimètres d'épaisseur, de 2 à zmmceci à titre indicatif et non limitatif, et seront parfaitement calandrées, lisses et d'épaisseur constante. La feuille étant sur la feuille de plastique est normale, tandis que la deuxième devant porter sur le moule est percée de trous minuscules, tels par exemple indicatif et non limitatif, des trous d'épingle. Ces trous sont très nombreux, et doivent être faits environ tous les 10 mm. Ainsi, la feuille de plastique et celle de silicone ne peuvent obturer tous les trous des canaux aboutissant dans le moule, ce qui, si cela se produisait pourrait créer des poches d'air et permettrait donc à la feuille plastique une fois moulée de présenter des facettes. Il est à noter que l'ensemble couchebde dispersion silicone, plastique, et des deux feuilles silicone sont positionnées sur le moule de façon étanche par, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, un cadre rigide et métallique, fortement appliqué sur ce sandwich par, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, des pinces étaux, des verins ou des sauterelles, ou tout autre moyen connu ou à découvrir. Un autre avantage de notre procédé est d'assurer, du fait des deux feuilles de silicone, un refroidissement lent de la feuille de plastique, d'ou diminution des tensions interne résiduelles représentant toujours un risque de craising proportionnel à l'épaisseur du plastique à mouler et à son étirement Les trous dans le moule débouchant dans les canaux de vide doivent avoir un diamètre faible, à titre d'exemple indicatif mais non limitatif, de 6 à 10/10e de millimètre de diamètre, de façon à ne laisser aucune trace sur la feuille plastique, leur diamètre étant négligeable par rapport à l'épaisseur des feuilles calandrées de silicone, plus la couche de dispersion, projetées sur le plastique à mouler. On peut, à titre indicatif et non limitatif, admettre que ce diamètre ne dépasse pas, d'une façon générale, 1 mm de diamètre. Les couches de dispersion à faible dureté schor et à grand allongement étant projetées sur la feuille plastique à mouler, celle-ci étant horizontale, ces couches pelliculables épousant exactement l'état de surface de la feuille à mouler, de sorte qu'au démoulage, et après total refroidissement sur le moule ou dans le moule, et sous vide, on peut enlever le revetement silicone, et lton est obligatoirement en présence d'une pièce ayant les memes qualités optiques que la feuille d'origine. Donc, si celle-ci est exempte d'aberrations optiques, la feuille moulée en forme a exactement les memes qualités optiques. Il est à signaler que les couches de dispersion peuvent être laissées sur la feuille moulée si lton ne la monte pas de suite en place. Elle assure ainsi une protection mécanique contre les risques éventuels de rayures. Il est meme possible, après avoir passé sur ces couches protectrices un primaire idoine, de la protéger, à titre d'exemple indicatif mais non limitatif, un silicone C.A.F. éventuellement tixotrope et imprégnant un voile de verre ou autre, de façon à améliorer encore cette protection mécanique, surtout en cas d'expédition des pièces moulées et préalablement détourées. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de moulage de feuilles thermo-plastiques transparentes ou non, exempt de tout défaut de surface et de toute aberration optique, grâce à son moulage entre des couches élastomère à grand allongement et à faible dureté schor dont l'une microporeuse. 2/ Dispositif selon (1) caractérisé par le fait que la feuille à mouler est recouverte avant moulage sur ses deux faces d'une couche unifor me d'élastomère. 31 Dispositif selon (1) et (2), caractérisé par le fait que l'élastomère recouvrant la feuille plastique doit présenter un allongement égal ou supérieur à celui demandé à la feuille à mouler. 4/ Dispositif selon (1), (2) et (3) caractérisé par le fait que les cou ches d'élastomère au contact de la feuille à mouler doivent avoir une dureté schor inférieure à la dureté schor de la feuille chauffée jus qu'à sa température de moulage. 5/ Dispositif selon (1), (2), (3) et (4), selon lequel la feuille dtelas- tomère calandrée et lisse, d'épaisseur constante, devra en fin de mou lage épouser très exactement les contours du moule en métal ou plas tique ; la feuille au contact de ce moule est rendue microporeuse par un grand nombre de trous minuscules distants les uns des autres d'en viron 10 mm. 6/ Dispositif selon (1), (2), (3), (4) et (5), selon lequel les trous de la feuille d'élastomère devant être au contact du moule en fin de moulage, pourront être faits avec des épingles, des'aiguilles, ou toute autre pointe rigide très fine de façon à ne pas laisser de tra ce sur le plastique à mouler protégé par une couche d'élastomère pelliculante sur ses deux faces.