Brevet FR2498114A1 — publié le 19820723

1. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour l'ébavurage de pièces moulées produites à la presse, notamment de grandes pièces bordées en matériaux à faible conductibilité thermique, de préférence en matériaux cons- titués de matières brutes primaires ou secondaires organi- ques, fragmentées et encollées, par exemple en plaques de fibres ligno-cellulosiques compactées. De telles plaques de fibres servent à fabriquer des panneaux, des éléments de meubles, des palettes de trans- port et, dans une proportion considérable, des pièces de revêtement intérieur d'habitacles d'automobiles, ces élé- ments étant confectionnés en compactant, en règle générale avec application de chaleur, un mat de fibres volumineux et à liaison lâche, à l'aide de moules à la presse, pour for- mer une pièce moulée autoportante. La bordure extérieure d'une telle pièce moulée est formée pour la plus grande partie par des rebords plon- geants ou écrasés, exécutés pendant la compression, en laissant subsister un bord de chute qui doit être séparé de la pièce terminée après l'extraction de cette dernière du moule. Par suite des tolérances de l'outillage et notam- ment par suite de l'usure des outils de presse, lorsque ceux-ci doivent mouler des séries importantes, il subsiste, le long de ladite pièce finie, après l'ablation du bord de chute, une ligne de bavure qui devra être enlevée pendant les phases ultérieures du travail. Etant donné que les piè- ces moulées ont des dimensions considérables, il fallait, jusqu'à présent, effectuer à la main cette opération d'éba- vurage car, par suite de la taille relativement grande des pièces et de la configuration spatialement complexe de leur contour, un ébarbage automatique ne peut être exécuté. Cet ébavurage manuel des pièces moulées constitue, par consé- quent, un facteur de coût qui augmente considérablement le prix de revient de la fabrication, d'autant que la confec- tion proprement dite des pièces est largement automatisée. Il existe donc un besoin d'exécuter l'ébavurage, qui est une opération dont le coût contient une forte proportion de main d'oeuvre, d'une façon qui s'adapte dans une large 2. mesure à la fabrication automatique des pièces moulées. Or, on connait des procédés automatiques d'ébavurage à l'aide de tambours ébarbeurs, de réactions chimiques et de procédés thermiques, utilisés pour des pièces moulées métalliques et plus petites. Cependant, ces procédés d'é- barbage connus sont exclus par suite des grandes dimensions des pièces concernées et de la structure du matériau dont elles sont constituées. Ainsi, par exemple, les pièces constituées de mats de fibres ont des dimensions telles qu'elles ne peuvent être introduites dans les tambours ébarbeurs. Les procédés chimiques d'ébavurage ne sont pas applicables, principalement à cause de la forte absorption hydrique des matériaux fibreux. Même l'ébarbage thermique, usuel pour les pièces moulées métalliques, ne peut être transféré directement aux matériaux organiques comprimés pour les raisons citées ci-dessous. Les pièces moulées en mats de fibres ont des dimensions telles qu'aucune machine appropriée n'est disponible. Etant donné que l'ébarbage thermique connu comporte, dans la chambre d'ébavurage, des pressions de plus de 100 bars, la construction de machines de taille adéquate impliquerait des moyens techniques et financiers non justifiables. En outre, la mauvaise conduc- tivité thermique des matières organiques empêche la sur- chauffe des barbes par rapport au corps même de la pièce moulée, ce qui a pour effet d'attaquer sur toute leur sur- face, avec combustion partielle, les pièces confectionnées en ces matières organiques, en faisant naître des fissures qui rendent lesdites pièces inutilisables, notamment lorsque ces dernières présentent une faible épaisseur. L'invention a pour but de modifier l'ébavurage thermi- que de telle manière que la pièce moulée finie puisse, après compression, être enlevée du moule pratiquement ébavurée, supprimant, de ce fait, dans une large mesure, le travail de finition, onéreux et générateur de frais de main-d'oeuvre. Ce but est atteint en utilisant un procédé d'ébavurage de pièces moulées produites à la presse, notamment de grandes pièces bordées en matériaux à faible conductivité thermique, de préférence en matériaux constitués de matières brutes 3. primaires ou secondaires organiques, fragmentées et encol- lées, par exemple en mats de fibres ligno-cellulosiques compactées, le procédé étant caractérisé en ce que le maté- riau situé entre le bord à ébavurer de la pièce moulée et le bord de chute de celle-ci, dans une bande périphérique étroite, est soumis à un processus de destruction thermi- que pendant l'opération de compression de la pièce à mou- ler, ledit matériau de la zone de décomposition étant en- suite détaché du bord de la pièce proprement dite au moment de l'extraction de cette dernière de la presse à mouler. Le dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé précité est composé d'un outil supérieur et d'un outil infé- rieur d'une presse à mouler et se caractérise en ce qu'un bord plongeur, partant de la face inférieure du bord de la pièce à mouler, mise en forme par l'outil supérieur de la presse, se prolonge par une chambre obturale par ledit ou- til supérieur, disposée dans l'outil inférieur, ayant la forme d'une rainure qui entoure la pièce définitive et li- mitant la zone de décomposition, tandis que la paroi de la chambre située à l'opposé du bord plongeant forme une sail- lie thermoconductrice servant, de préférence, de rebord broyeur, le moyen utilisé pour la décomposition thermique se trouvant à l'intérieur de ladite chambre. La décomposition thermique d'une bande mince de maté- riau le long des bords extérieurs de la pièce moulée, dans le moule même et pendant l'opération de compression, pré- sente une série d'avantages. La pièce finie est enclose dans le moule de compression pendant la décomposition ther- mique, ce qui lui assure une protection de sa surface en- tière contre toute détérioration. Mais comme cette décom- position par la chaleur ne concerne qu'une faible quantité de matériau située dans la zone de décomposition, le besoin d'énergie pour cette décomposition, qui peut se présenter sous la forme d'une combustion, reste faible. Il convient d'ajouter que les pièces moulées sont généralement compri- mées à chaud, ce qui a pour effet le préchauffage de la zone de décomposition, abaissant encore la consommation d'énergie. Enfin, cette décomposition est concomitante avec l'opération 4. de compression, ce qui réduit les moyens à mettre en oeuvre pour la fabrication ainsi que les coûts de confection. Un avantage de l'invention réside en ce que le maté- riau situé dans la zone de décomposition, entre le bord de chute et la bordure de la pièce finie, n'est pratiquement pas compacté, car la structure lâche de ce matériau avant compression favorise la décomposition thermique et en rac- courcit le déroulement, la conductivité thermique étant encore plus mauvaise dans cette partie non compactée dudit matériau qui présente, par ailleurs, des surfaces élargies fortement, qui constituent autant d'aires d'attaque pour la décomposition et/ou la combustion. Lorsque la chaleur servant à la décomposition thermique est amenée au matériau situé dans la zone de décomposition grâce à des surfaces conductrices, cette décomposition est fiablement limitée à ladite zone, sans pouvoir se propager intempestivement à la pièce moulée finie. La décomposition thermique peut être réalisée par une résistance de chauffage électrique, en utilisant soit un fil chauffant usuel, soit une masse frittée chauffable. On peut aussi obtenir la décomposition par haute fréquence. Le fil chauffant peut, par ailleurs, être évacué avec le maté- riau à décomposer pour être remplacé, pour l'opération de décomposition thermique suivante, par un fil neuf. Dans ces procédés de décomposition thermique, on atteint des tempé- ratures supérieures à la température de désagrégation du matériau concerné. Si la décomposition thermique s'effectue en atmosphère confinée à excédent considérable d'oxygène, une zone de matériau carbonisé vient se raccorder à la bor- dure de la pièce finie après son démoulage, ladite zone étant facile à enlever grâce à la faiblesse de sa résistance mécanique, ce qui contribue encore à optimiser le coût de l'ébavurage ainsi réalisé. Il est judicieux de combiner la décomposition thermique avec un processus de combustion, car on peut parvenir ainsi à un ébavurage sûr et complet. La décomposition thermique peut alors être obtenue par al- lumage d'un mélange de gaz combustible avec un excédent d'oxygène, l'allumage fournissant dans ce cas l'énergie 5. nécessaire pour la décomposition tandis que l'excédent d'oxygène entraîne une post-combustion du produit de dé- composition, rendant totalement inutile l'ébavurage qui était nécessaire jusqu'à présent. On obtient des conditions favorables analogues lorsque la décomposition du matériau survient dans une atmosphère d'oxygène et que la partie à décomposer peut être portée, en un ou plusieurs points, à la température d'allumage. Si la décomposition débute simultanément en plusieurs points, la durée nécessaire pour ladite décomposition ou combus- tion est raccourcie d'autant. De plus, l'attaque thermique se répartit d'une façon plus régulière sur toute la péri- phérie de la pièce finie, permettant, surtout lorsque cette dernière a des dimensions considérables, un ébavurage plus régulier et de meilleure qualité. Dans le procédé selon l'invention, il est essentiel que la décomposition ou la post-combustion des produits de celle- ci soient sûrement arrêtées avant le démoulage, afin d'évi- ter des détériorations du produit par une incandescence rémanente et un risque d'incendie. A cet effet, on arrêtera la décomposition thermique et/ou la post-combustion associée à cette dernière en injectant dans la zone de décomposition un gaz inerte et/ou un liquide. La présence de ce gaz inerte ou de ce liquide interrompt l'arrivée d'oxygène tout en provoquant, en sus, un refroidissement de la zone de dé- composition. Un gaz inerte utilisable est l'azote, le li- quide pouvant être l'eau. Si l'on utilise de l'eau, celle-ci se vaporisera brusquement au contact des moules, ce qui a également pour effet de chasser l'oxygène présent dans la zone de décomposition, sous l'action d'une forte surpres- sion. En même temps, la région correspondante des moules et du matériau est refroidie par l'absorption de chaleur due à la vaporisation. Le dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé se compose généralement d'une presse comportant un moule ou outil supérieur et un moule ou outil inférieur. La zone de bordure de la pièce est formée dans le moule supérieur. Le moule inférieur comporte une chambre périphérique, passant 6. légèrement sous l'extrémité du bord de la pièce moulée et formant la chambre de décomposition, dans laquelle pénètre un bord plongeant formé sur la face inférieure du rebord de ladite pièce, ledit bord plongeant se trouvant en con- tact avec le matériau non compacté qui se trouve dans la chambre et qui devra être désagrégé. Lorsque le moule est fermé, la chambre est recouverte par l'outil supérieur. La paroi de la chambre située à l'opposé du bord plongeant for- me un saillant thermoconducteur, servant de bord broyeur, qui sépare le matériau placé dans la chambre, destiné à être décomposé par effet thermique, du bord de chute. La chambre contient les moyens servant à la décomposition thermique. Le volume de ladite chambre est supérieur à celui de la partie non compactée du mat de fibres destinée à être décomposée et enfermée dans ladite chambre lorsque le moule est fermé. La chambre peut contenir un fil chauf- fant en contact avec la matière fibreuse, lequel doit pro- voquer la destruction thermique. La chambre peut aussi être pourvue d'une ou de plusieurs conduites d'admission achemi- nant un mélange de gaz combustible et/ou de l'oxygène, ainsi que de bougies ou d'autres organes analogues pour en assu- rer l'allumage. Le mélange combustible ou l'oxygène permet- tent la destruction thermique sous la forme d'une combus- tion de la partie non compactée du matériau fibreux, con- tenue dans la chambre. Cette dernière contiendra ration- nellement une conduite destinée à l'introduction d'un fluide ayant pour effet d'arrêter le processus de décomposition. Dans cette décomposition thermique, la partie non compactée du mat de fibres,présente dans la chambre, est carbonisée ou brClée. Lorsque la pièce est extraite de la presse, cette partie thermiquement décomposée se détache du bord plongeant situé sur la face inférieure de la zone de bordure de la pièce, ne laissant subsister que d'éventuelles irrégularités peu importantes sur le bord plongeant, qui ne sont pas perçues par l'observateur et qui, d'autre part, ne font pas obstacle à l'utilisation de la pièce moulée ni à son incorporation dans un ensemble, ce qui rend parfaitement inutile toute opération postérieure d'ébavurage. 7. L'invention va maintenant être expliquée en se référant à un exemple d'exécution du dispositif, sans caractère li- mitatif, illustré au dessin annexé, dont la figure unique fait partie de la description. Le dispositif comporte un outil de moulage supérieur 1 et un outil inférieur 2. L'outil supérieur 1 moule la zone bordurière 3 de la pièce, illustrée au dessin, ladite zone bordurière se terminant par un bord plongeant 10 placé sur sa face inférieure. L'outil inférieur 2 comporte une chambre 5 en forme de rainure, se raccordant au bord plongeant 10 par l'une de ses parois. La paroi de la chambre 5 située à l'opposé du bord plongeant 10 a la forme d'un bord broyeur, sert de saillant thermoconducteur 6 et sépare la partie non com- pactée 9 du mat de fibres, située dans la chambre 5, du bord de chute 4 formé dans l'outil inférieur 2 de la pres- se. Sur la face inférieure de cette partie de matériau non compactée 9, celle-ci se trouve au contact d'un fil chauf- fant 8 dont l'échauffement provoque la décomposition ther- mique de la partie 9 du matériau. La chambre 5 comporte un orifice qui se raccorde à la conduite d'admission 7 pour l'arrivée d'oxygène. Lorsque la presse est fermée, les parois de la chambre et l'outil supérieur l de la presse délimitent d'une fa- çon certaine la zone de décomposition. Etant donné que, sur la chambre 5 en forme de rainure, l'outil 1 en position de compression ne trouve pas de surface antagoniste, il se forme dans cette chambre une zone de matériau 9 pratiquement non compactée, qui est en contact lache avec le fil chauf- fant 8. Ce dernier, qui peut, par exemple, avoir un tracé périphérique et reposer librement sur des supports en céra- mique dans la chamb-e 5, est susceptible d'être porté à une température élevée par chauffage ohmique. Grâce à la con- duite d'admission 7, la chambre 5 peut être garnie d'oxy- gène. Il est d'ailleurs rationnel de ménager dans la chambre 5, en un autre point, au moins une conduite d'éva- cuation, non représentée au dessin, facilitant un balayage à l'oxygène. Lorsque, la presse 1, 2 étant fermée, la cham- 8. bre 5 est alimentée en oxygène et que le fil chauffant 8 est porté à une température adéquate, la décomposition thermique et la combustion débutent dans le matériau non compacté 9. L'alimentation en oxygène peut alors être main- tenue pendant un intervalle de temps suffisamment long, notamment lorsque des canaux d'évacuation sont prévus pour les produits de la combustion. Lorsque la décomposition et la combustion du matériau contenu dans la zone 9 sont ache- vées, le processus est interrompu en introduisant par exemple, par l'intermédiaire de la conduite d'admission 7, un gaz inerte ou un liquide extincteur à la place de l'oxy- gène. 9. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé d'ébavurage de pièces moulées produites à la presse, notamment de grandes pièces bordées en maté- riaux à faible conductivité thermique, de préférence en matériaux constitués de matières brutes primaires ou se- condaires organiques, fragmentées et encollées, par exem- ple en mats de fibres ligno-cellulosiques compactées, procédé caractérisé en ce que le matériau situé entre le bord à ébavurer de la pièce moulée et le bord de chute de celle-ci, dans une bande périphérique étroite, est soumis à un processus de destruction thermique pendant l'opération de compression de la pièce à mouler, ledit matériau de la zone de décomposition étant ensuite détaché du bord de la pièce proprement dite au moment de l'extraction de cette dernière de la presse à mouler. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mat de fibres qui constitue le matériau de la pièce est soumis, dans la zone de décomposition, à un com- pactage moindre que la pièce proprement dite et le bord de chute. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la chaleur servant à la décomposition thermique est amenée au matériau situé dans la zone de dé- composition à l'aide de surfaces conductrices de la chaleur. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que la décomposition thermique est obtenue par un échauffement dû à une résistance électrique chauf- fante. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que la décomposition thermique est obtenue par allumage d'un mélange gazeux combustible avec un excé- dent d'oxygène. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que la décomposition thermique se produit dans une atmosphère d'oxygène, la partie à décomposer du matériau, rattachée au bord de chute, étant portée, en un ou plusieurs endroits, à la température d'allumage. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, ca- 10. ractérisé en ce que la décomposition thermique est arr&tée par introduction d'une atmosphère gazeuse interte et/ou d'un liquide dans la zone de décomposition. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications l à 7, composé d'un outil supérieur et d'un outil inférieur d'une presse à mouler, dispositif caractérisé en ce qu'un bord plongeant (10) partant de la face inférieure du bord de la pièce à mouler (3), mise en forme par l'outil supérieur (1) de la presse, se prolonge par une chambre (5) obturable par ledit outil supérieur (1), disposée dans l'outil inférieur (2), ayant la forme d'une rainure qui entoure la pièce définitive et limitant la zone de décomposition, tandis que la paroi de la chambre (5) si- tuée à l'opposé du bord plongeant (10) forme une saillie thermoconductrice (6) servant, de préférence, de rebord broyeur, le moyen utilisé pour la décomposition thermique se trouvant à l'intérieur de ladite chambre (5). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le volume de la chambre (5) est supérieur à celui de la partie non compactée, à détruire, du mat de fibres que ladite chambre contient. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la chambre (5) contient un fil chauf- fant (8) placé au contact du mat de fibres. 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la chambre (5) comporte une ou plu- sieurs conduites d'admission (7) pour l'arrivée d'un mélan- ge gazeux combustible et/ou d'oxygène, ainsi que des bou- gies d'allumage ou d'autres organes analogues servant à provoquer l'allumage. 12. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 11, faractérisé en ce que la chambre (5) comporte une conduite servant à l'introduction d'un fluide destiné à arrêter le processus de décomposition.