Brevet FR2516858A1 — publié le 19830527

PROCEDE DE MOULAGE DE RESINE SYNTHETIQUE PAR INJECTION ET APPAREIL POUR SA MISE EN OEUVRE. La présente invention est relative à un procédé de moulage de résine synthétique par injection et à un appareil pour sa mise en oeuvre, dans lesquels ul ori- fice de remplissage qui comramunique avec une cavité ou empreinte est soumis à un refroidissement forcé afin de solidifer la resine synthétique dans cet orifice après chaque operation de moulage par injection, de manière à fermer ainsi cet orifice. Les machines de moulage de résine synthétique par injection sont habituellement soit du type produisant une tige ou carotte de moulage soit du type ne produi- sant pas une telle tige ou carotte Le moulage de pvé- cision par injection esi principalement du premier type. Cependant le moulage par injection de ce type conduit à perdre les tiges qui constituent des déchets, de sorte qu'il provoque une consommation et un gaspillage de matière et es' désavatageux du point de vue de la poli- tique d'économie d'énergie Dans le moulage par injection du type ne produisant pas de carotte de moulage, l'extérieur et l'intérieur du canal d'injection sont chauffés constamment par un dispo- sitif chauffant afin d'empêcher la résine synthétique se trouvent dans le canal de refroidir et de se solidi- fier On évite par conséquent une consommation et un gaspillage de matière Cependant, le moulage par injec- tion de ce type pcesente um inconvenient du fait que la résine synthétique se trouvant dans l'orifice d'injec- tion qui commmunique avec la cavité de moulage est soumise à une contre-pression par le mouvement de retour du dis- positif à plongeur pour le moulage par injection, de sor- te que la résine peut refluer dans le canal De ce fait la precision de moulage est mauvaise et les articles mou- lés peuvent être deformés ou ne pas présenter une forme régulière Par ailleurs, pour empêcher ce reflux il est nécessaire de maintenir la pression interne de la cavité jusqu'à ce que la résine fondue dans cette cavité soit solidifiée Cependant l'inconvénient consiste en ce que le temps de moulage en es prolongé. Afin de supprimer ces inconvénients de la techni- que classique, l'invention propose un procedé et un appa- reil nouveaux de moulage par injection, en particulier du type décrit dans les brevet japonais N 762148, 916450, 902601 (correspondant au brevet français NO 77 05 1751. Suivant l'aspect des nouvelles techniques decri- tes dans les brevets précités, un dispositif chauffant par intermittence est disposé dans un orifice, grâce à quoi la résine synthétique dans cet orifice est fondue par le dispositif de chauffage intermittent et est in- jectée dans la cavité de moulage En raison de l'arrêt de l'operation de chauffage, la résine fondue se trouvant dans l'orifice refroidit par rayonnement et se solidifie, la résine fondue dans la cavité étant ainsi empochée de refluer dans le canal On év te ainsi une conso imation et un gaspillage de matière et on réalise une opération de moulage satisfaisante. Le but principal de l'invention est de fournir un procedé de moulage par injection de résine synthétique et un appareil pour sa mise en oeuvre, qui permettent de produire des articles moulés de haute pvécision et de raccourcir le temps de moulage. Suivant une caracteristique impo Ltante de i'inven- tion, en actionnant un dispositif de refroidissement forcé disposé dans un canal d'injection et prolongé dans l'orifice, la résine en fusion se trouvant dans l'orifice est refroidie et solidifiée localement, fermant ainsi cet orifice Par ailleurs, en arrêtant le fonctionuement du dispositif de refroidissement forcé, la résine solidi- fiée dans l'orifice esi chauffée et fondue par un dis- positif chauffant monté soit à l'extérieur soit à l'in- térieur du canal d'injection. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sence invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig l est une vue en coupe verticale de la par- tie principale d'un appareil suivant l'invention pour le moulage de résine synthétique par injection; la Fig 2 en est une vue en coupe de face suivant la ligne II-II de la Fig l; la Fig 3 est une vue en coupe verticale d'un autre exemple de l'appareil suivant l'invention pour le mou- lage par injection; la Fig 4 est une vue en coupe de face suivant la ligne IV-IV de la Fig 3; la Fig 5 a est une vue en plan et en coupe partielle d'mu organe cylindrique destiné à être incorporé dans un canal d'unl appareil de moulage par injection suivant l'invention; la Fig 5 î est une vue en coupe verticale de l'or- gane cylindrique représenté à la Fig 5 a; la Fig 5 c est une vue en bout de face de l'organe cylindrique représenté à la Fig 5 a; la Fig 6 a est une vue en coupe verticale d'un autre organe cylindrique destiné à tre incorporé dans un canal d'unl appareil de moulage par injection suivant l'invention;- la Fig 6 b est une vue à plus grande échelle d'une partie pointue de l'organe cylindrique representé à la Fig 6 a; la Fig 6 c est une vue en bout de face de l'organe cylindrique représenté à la Fig 6 a; et la Fig 7 est,rie vue en coupe verticale d'une par- tie principale del'appareil suivant un autre mode de réalisation de l'invention. On décrira maintenant un mode de réalisation pré- feré de l'invention en se réferant aux Fig l et 2 Cet exemple fournit un appareil de moulage par injection ne produisant pas de carotte de moulage et dans lequel chaque article moulé es L dépourvu de carotte constituant un gaspillage de matière. la référence 1 designe un canal formé dans un corps cylindrique externe 2 lia référence 3 désigne un dispositif chauffant disposé dans le corps cylindrique externe 2 ou le long de la periphérie externe du canal 1. La réference 6 désigne un organe de refroidissement de forme cylindrique qui est disposé longitudinalement à l'interieur du canal 1 Une extrémité avant 6 a de l'organe cylindrique b de refroidissement est pointue et s'étend dans un orifice d'injection 5 On forme ainsi un dispositif A de refroidissement forcée L'organe cylin- drique 6 de refroidissement comporte intérieurement un conduit 7 de refroidissement Ainsi la fonction de re- froidissement du dispositif A est assurée efficacement par une extrémité avant du conduit de refroidissement 7 ou par l'extrémité avant ba de l'organe cylindrique 6. De préférence l'extrémité avant 6 a doit être re- froidie efficacement, mais le reste de cet organe cylin- drique 6 doit de préférence être pourvud'une isolation- thermique. Le conduit I de refroidissement constitue un tra- jet d'arrivée 71 pour un agent-de refroidissement et un trajet de retour 72 pour cet agent, le long de l'axe central del'organ e cylindrique 6 de refroidissement. La référence 7 a désigne une partie incurvee formée à l'intérieur de l'extrémité avant 6 a Le trajet d'arrivée 71 peut êtra relié au trajet de retour 2 au moyen d'un conduit (non représenté). On décrira maintenant le fonctionnement de l'ap- pareil suivant l'invention. Une certaine quantité de résine synthétique fondue est injectée dans la cavité ou empreinte 4 de moulage par l'intermédiaire du canal 1 et de l'orifice 5 au moyen d'un dispositif de moulage par injection (non re- piésenté). Le dispositif chauff Iant 3 chauffe de façon cons- tante et fait fondre la résine synthétique dans ie canal 51 ainsi que dans l'orifice 5, grâce à quoi on peut ef- fectuer le moulage par injection Aussitôt que la résine fondue a rempli la cavité 4 à la fin de l'operation d'injection, le dispositif A de reiroidissement forcé est actionné Ensuite, lorsqu'on amène wu agent de re- froidissument preféré tel que par exemple de l 'eau, de l'air ou autre fluide dans le conduit f de refroidisse- ment de l'organe cylindrique disposé à l'intérieur du canal 1, au moyen d'ule pompe de compression, d'un pis- ton et autres moyens d'actionnement, l'extrémité avant 6 a qui s'étend dans l'orifice 5 es 6 refroidie, de sorte que la résine fondue dans cet orifice 5 est rapidement refroidie, par rayonnement, et se solidifie rapidement. En conséquence, l'orifice se trouve fermé De plus, pen- dant le temps durant lequel le fluide de refroidissement est amené à force, il est bien entendu possible d'arrêter l'actionnrmement du dispositif chauffant 3. En conséquence, du fait que la resine solidifiée se trouvant dans la cavité 4 peut gtre retiree immtdia- tement par mie opération d'ouverture du moule et que le dispositif d'injection est ramené dans sa position initia- le, il est possible de raccourcir le temps de moulage. De plus, la résine synthétique se trouvant dans l'orifice 5 au moment de l'opuration d'ouverture du mou- le est solidifiée localement par l'operation de refroi- dissement forcé et l'orifice est fermé de sorte que toute résine fondue es, empêchee de s'écouler dans la cavité. Il en résulte que lorsqu'une opération de serrage de moule est commelecee, le dispositif A de refroidissement forcé cesse sa fonction de refroidissement, de sorte que la résine dans l'orifice 5 n'est plus soumise au refroi- dissement Ceci signifie que cette resine est chauffée et fondue immediauemient par le dispositif chauffant 3 et la résine en fusion dans le canal 1 de soÈte que l'orifice se trouve libéré. En conséquence, au moyen de 'operation precitée de moulage par injection, la resine en fusion remplit la cavité par l'intermédiaire du canal 1 et de l'orifice , et l'opuration de moulage est achevee. En actionnant de nouveau le dispositif A de re- froidissement forcé, la résine fondue dans l'orifice 5 est forcée de se solidifier et l'operation d'ouverture du moule est effectuée pour retirer l'article moulé. On peub réaliser un moulage par injection préféré par répétition de l'operation précitée. On décrira maintenant un autre exemple de l'inven- l 1 tion en se référant aux Fig 3 et 4. La référence 8 désigne un organe cylindrique qui remplit à la fois la fonction de dispositif chauffant et de refroidissement. L'organe cylindrique 8 comporte intérieurement le dispositif chauffant 3 qui est a limenté par un conducteur électrique 9, grâce à quoi la résine se trouvant dans le canal 1 et l'orifice 5 est chauffée de façon à pouvoir être injectée A la différence du premier exemple, le dispositif chauffant 3 est disposé dans le canal 1. Le dispositif A de refroidissement forcé est dis- posé dans l'organe cylindrique 8 de la même façon que décrit dans le premior exemple D'une façon analogue, la résine fondue dans l 'orifice 5 est refroidie localement par la partie incurvée 7 a du conduit de refroidissement 7 Du fait que la fonction de refroidissement du dispo- sitif A de refroidissement forcé a été décrite plus haut, cette description ne sera pas répétée. La resine emmansinée dans l'orifice 5 et le canal 1 est chauffee de façon constante et fondue par le dis- positif chauffant 3 incorporé dans l'organe cylindrique 8. En conséquence, de même que dans le premier exemple, en actionnant le dispsitif A de refroidissement forcé, seule la resine fondue se trouvant dans l'orifice 5 peut être refroidie et solidifiée localement, de sorte que cet orifice 5 est fermé En repétant l'opération ci-dessus, on peut effectuer l'operation de moulage par injection. On décrira maintenant un autre exemple de l'inven- tion en se référant aux Fig 5 a, 5 b, 5 p et 6 a, 6 b et 6 c. Les reférences 10 et 11 désignent respectivement un organe cylindrique qui remplit également à la fois les fonctions de refroidissement et de chauffage. En se référant aux Fig 5 a, 5 b et 5 c, le dispositif chauffant 3 est disposé suivant l'axe central du cylinmdre Le long du dispositif chauffant 3 sont disposés pa- rallèlement le trajet d'arrivée 7 de l'agent de re- froidissement et le trajet de retour 72 de cet agent, qui communiquent tous deux ensemble par l'intermédiaire de la parti Le incurvée 7 a La référence 12 désigne un capteur de temperature qui est disposé dans une position préférée de l'organe cylindrique 12 afin de maintenir des conditions de temperature constantes. La référence 13 désigne un passage pour la resine fondue, qui communique avec le canal 1 La référence 14 désigne un matériau thermiquement isolant. En se référant aux Fig 6 a, 6 b et 6 c, un conduit 7 ' d'agent de refroidissement constitue un trajet d'arrivée 7 '1 pour l'agent de refroidissement, qui est formé sur l'axe central de l'organe cylindrique 11, et un trajet de retour 7 '2 pour l'agent de refroidissement, qui est for- mé le long de la péripherie externe du trajet d'arrivée 7 '1 Les deux trajets d'arrivée et de retour 7 '1 et 7 '2 communiquent ensemble par l'intermédiaire d'une ouverture 7 'a qui est formte au voisinage d'une extrémité avant lla de l'organe cylindrique 11 D'une façon analogue à l'exem- ple précédent, le capteur de température 12 et le maté- riau thermiquement isolant 14 sont disposés dans l'organe cylindrique 11 En conséquence la résine fondue se trou- vant dans l'orifice 5 est refroidie et solidifiée par le conduit de refroidissement 7 ' formé dans l'extrémité avant lla de l'organe cylindrique 11, de so te que l'ori- fice 5 se trouve fermé. On décrira maintenant un autre exemple de l'inven- tion en se référant à la *'ig 7 On utilise dans cet exemple plusieurs organes cylindriques 10 telsque repré- senté aux Fig 5 a, 5 b et 5 c et ce mode de realisation permet d'obtenir un grand nombre d'articles moulés en une seule passe d'injection. La référence 15 désigne une partie d'un moule dans laquelle sont formées ui nombre désiré de cavités ou empreintes 4 qui communiquent avec un orifice 5 et un canal 1. Chacun des organes cylindriques 10, ll auxquels sont incorpores le conduit de refroidissement 7 du dis- positif A de refroidissement forcé et le dispositif chauffant 3 peut être fabriqué indépendamment de la par- tie 15 du moule et disposé sur un axe central du canal 1 Une bride 16 de chaque organe cylindrique 10 est por- tée par une plaque de support 17 et fixée dans celle-ci au moyen de vis 18. Dans les exemples p écités, url tuyau pour conduire l'agent de refroidissement circulant dans le conduit de refroidissement 7 n'a pas été représenté, mais on com- prend qu'un tel tuyau peut être relié à chaque dispositif A de refroidissement forcé de l'organe cylindrique 10 au moyen d'une électrovamnne de commutation et d'une pompe de compression ou analogue Une extrémité de ce tuyau est reliée par l'intermédiaire d'une vanne à ou- verture réglable à une ouverture d'extrémité 19 a d'un conduit 19 d'entrée d'agent de refroidissement tandis qu'un autre tuyau est relié à une ouverture d'extrémité 20 a d'unw conduit de sortie 20 d'agent de refroidissement pour évacuer celui-ci. La vanne réglable peut être montée dans une posi- tion sur le tuyau de sortie mais non pas dans le tuyau d'entrée La vanne électromagnétique de commutation montee dans le tuyau d'alimentation en agent de refroi- dissement est ouverte ou fermée par un dispositif tem- porisateur qui est branché pour chaque cycle d'injection. La plaque de support 17 comporte une douille 22 comportant une surface de contact 21 adaptée pour rece- voir une buse cylindrique d'injection La douille 22 est disposée sur la plaque de support 17 dans la posi- tion la meilleure pour que la résine fondue puisse être distribuée uniformément dans chaque cavité 4 Une tige 23 est formee dans la douille 22 et communique avec le canal 1 et chaque orifice 5. On décrira maintenant le fonctionnement de ce mode de réalisation. Lorsqu'on effectue une opération de moulage par injection en reliant la buse cylindrique d'une machine de moulage par injection (non représentée) à la douille 22, la résine fondue es-u injectée dans chacune de plu- sieurs cavités 4 par l'intermédiaire-du canal 1 et des orifices 5. Dans ce cas, la résine se trouvant dans le canal 1 et dans les orifices 5 est chauffee de façon constante et maintenue en fusion par le dispositif chauffant 3, de telle sorte que l'opération de moulage par injection soit préparée. Aussitôt que la résine fondue a rempli chaque cagité 4 à la suite de l'operation de moulage par injection, la vanne électromagnétique du tuyau d'alimentation en agent de refroidissement est ouverte et une quantité voulue de l'agent de refroidissement est distribuée dans le conduit de refroidissement 7 de chaque organe cylindrique 10. Ensuite la résine fondue se trouvant dans chaque orifice 5 est rapidement refroidie, par rayonnement, et très vite solidifiée, grâce à quoi chaque orifice 5 est fermé. La résine solidifiée se trouvant dans chaque cavité 4 peut ainsi être retirée sous la forme d'un article moulé à l'ouverture du moule On reprend ensuite l'opqration de moulage par injection à son point de dé- part Du fait qu'il est prévu plusieurs cavités de mou- lage 4, plusieurs articles moulés sont produits à chaque passe d'injection Ceci convient à la fabrication en grandes quantités De plus, lorsqu'on effectue l'opera- tion de serrage du moule, l'electrovanne est fermée et le dispositif A de refroidissement forcé cesse de fonc- tionner Ensuite, la resine se trouvant dans l'orifice esu de nouveau chauffée rapidement par le dispositif chauffant 3 et par la résine fondue se trouvant dans le canal 1, de telle sorte que l'orifice se trouve libéré. On peut ainsi répéter la passe suivante d'injection. Comme décrit plus haut, l'extrémité avant O la de l'organe cylindrique 10 esb prolongée dans l'orifice et la partie incurvee 7 a du conduit de refroidissement 7 dans l'organe cylindrique 10 se trouve disposée au voisinage de l'extrémité avant 10 a En conséquence, à chaque fois qu'on effectue l'opération de moulage par injection, la résine fondue dans l'orifice 5 est refroi- die et est localement solidifiée par une partie pointue de l'organe cylindrique 10, grâce à quoi l'orifice 5 peut être ferme. On comprend que l'invention n'est pas limitée aux exemples précités Par exemple si le conduit de refroi- dissement 7 permet de refroidir localement la résine fon- due se trouvant dans l'orifice 5, ce conduit peut être réalisé d'uie façon quelconque appropriée De plus le type de l'agent de refroidissement n'est pas précisé de façon particulière Enfin le type de dispositif d'en- trainement pour actionner le dispositif A de refroidisse- ment forcé n'est également pas peécisé En fait une pompe de compression, un piston ou analogue peut être utilisé s'il est compatible avec les moyens mis en oeuvre pour il l'operation de moulage par injection. Suivant un aspect de l'invention, la résine syn- thétique se trouvant dans le canal est, chauffee de fa- çon constante à l'intérieur du canal ou à l'extérieur de celui-ci par le dispositif de chauffage, grâce à quoi la résine se trouvant dans le canal et dans l'ori- fice est placée dans des conditions de fusion, Par ailleurs, à chaque fois que l'on effuctue une opération de moulage par injection, il est possible de refroidir seulement la région de l'orifice au moyen du dispositif de refroidissement forcé et de solidifer la résine fon- due dans l'orifice Celui-ci es: ainsi solidement fermée En conséquence la résine remplissant la cavité ne peut refluer dans le canal à la suite du retour du dis- positif à plongeur de l'opuration d'injection, de sorte que chacun des articles moulés presente une forme pré- cise et uniforme De plus, il est possible de raccourcir le temps de moulage En outre, du fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens pour transformer la tension d'une source d'énergie pour cet appareil de moulage par injection, il est possible de réaliser l'ap- pareil sous une forme compacte et de fabriquer à moindres frais. Enfin du fait qu'il est possible au choix de régler le diametre de l'orifice, on peut produire différents articles moulés y compris de grandes ou de petites dimen- sions. Enfin L'invention permut de produire des articles moulés de haute precision. On peut également mentionner que les organes tels que 8, 10 ou 11 affectent la forme générale d'obus ou de projec- tiles et que l'homme de l'art peut leur donner d'autres for- mes équivalentes sans sortir du cadre de la présente inven- tion. REVENIDI CATIONS 1 Procedé de moulage de résine synthétique par injection, pour réaliser le moulage par injection d'une résine synthétique fondue dans une cavité ou empreinte dans des conditions de chauffage et de fusion de la résine synthétique dans un orifice qui communique avec la cavité ou empreinte et dans un canal, ledit procédé de moulage par injection étant caractérisé en ce qu'on fait circuler de force un agent de refroidissement dans le canal ( 1) et à l'intérieur d'un orifice ( 5) au moyen d'un dispositif (A) de refroidissement forcé disposé à l'intérieur du canal ( 1), de uelle sorte que la résine fondue se trouvant dans l'orifice ( 5) est refroidie et solidi Ifiée à chaque fois qu'une opération de moulage par injection doit être effectuee, à la suite de quoi l'orifice ( 5) est fermé. 2 Appareil de moulage par injection de résine synthétique, comprenant deux éléments délimitant une cavité de moulage, un orifice ( 5) communiquant avec la cavité ( 4) de moulage, un canal ( 1) qui communique avec l'orifice ( 5) et un dispositif chauffant ( 3) pour chauf- fer et faire fondre la résine de façon constante dans l'orifice ( 5) et le canal ( 1), appareil caractérisé en ce qu'un dispositif (A) de refroidissement forcé est disposé dans le canal ( 1) et s'étend dans l'orifice ( 5) afin de refroidir localement la région de l'orifice ( 5), de telle sorte que la résine fondue dans l'orifice ( 5) soit refroidie et solidifiée par l'actionnement du dis- positif de refroidissement forcé à chaque fois qu'une opération de moulage par injection est effectuée, l'ori- fice ( 5) étant ainsi formé. 3 Appareil de moulage par injection suivant la revendication 2, caracterisé en ce que le dispositif (A) de refroidissement forcé est incorporé dans un organe cylindrique ( 10) disposé dans un canal ( 1) et pourvu d'un passage de refroidissement, de telle sorte que l'orifice ( 5) est refroidi localement par une extrémité avant (la, lia) du conduit de refroidissement. 4 Appareil de moulage par injection suivant l'ule quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe cylindrique ( 10) compoÈte intérieurement un dispositif chauffant ainsi qu'un conduit de refroi- dissement, assurant ainsi à la fois les fonctions de chauffage et de refroidissement.