Brevet FR2513933A1 — publié le 19830408

L'invention concerne la réalisation de pièces en résine plastique par coulée (outillages, empreintes, moules) pour la transformation des matières plastiques. Elle intéresse plus particulièrement la fabrication de moules en résines pour le thermoformage. Les moules de ce type nécessitent des trous d'évent pour que l'aspiration de la feuille plastique chauffée au moment du formage s'effectue correctement (thermoformage) et pour faciliter le démoulage par envoi d'air. Pour réaliser de tels moules, on utilise actuellement des contre-moules dans lesquels on coule la résine liquide. Il est pratiquement impossible de démouler ltempreinte après polymérisation sans détruire ou détériorer le contre-moule, ce qui le rend inutilisable pour la fabrication d'autres moules. D'autre part, lors de la fabrication de ces moules en résine, on réalise ces trous d'évent en reprise après la coulée et la polymérisation par perçage. Cette opération est très longue et onéreuse, puisqu'il est fréquent d'avoir à percer plusieurs centaines de trous d'évent dans un même moule. Ces trous d'évent ont un diamètre compris entre 5/10 et 10/10 de mm et une hauteur qui peut varier de 80 mm à 200 mm, et parfois plus. Les forêts de ces dimensions sont rares, coûteux et fragiles. Pour les grandes dimensions, il est nécessaire de percer les deux côtés du moule, ce qui nécessite un repérage précis pour retrouver les trous. Enfin, à la face inférieure du moule, le diamètre des trous d'évent doit être agrandi jusqu'à un diamètre nettement supérieur (5 à 8 mm) pour faciliter le passage de l'air à l'aspiration comme au soufflage. L'invention permet de résoudre ces inconvénients. Elle élimine les opérations de perçage des trous d'évent en reprise, en assurant leur formation dans la masse lors de la coulée et de la polymérisation. Elle assure également un démoulage du moule sans détérioration ou destruction du contre-moule, qui devient réutilisable. A cet effet, le procédé conforme à l'invention comporte les étapes suivantes a) avant la coulée de la résine, les contre-moules sont per cés de trous borgnes de faible profondeur aux endroits où devront être disposés les trous d'évent du moule à réa liser; b) dans ces trous sont plantées des épingles de démoulage constituées par une tige d'un diamètre égal à celui des trous d'évent désiré, c) on procède à la coulée de façon usuelle, d) après polymérisation, on retire les épingles. On obtient ainsi directement un moule comportant ses trous d'évent, en éliminant les opérations précédentes de per çage en reprise. D'autre part, lorsque les épingles ou au moins quelques-unes d'entre elles ont été retirées, il s'établit une communication d'air avec la face de contact moule-contre moule, ce qui supprime l'effet de ventouse sur cette face et permet un démoulage sans détérioration du contre-moule. Selon un mode opératoire préféré, avant le perçage sur le contre-moule des trous de fixation des épingles, le contre-moule est préparé de la manière suivante On applique successivement sur le contre-moule, trois couches d'un agent de bouchage des pores, du type solvant vernis en attendant le complet séchage entre chaque couche. Puis on applique également trois couches d'une cire au silicone, chaque couche étant suivie d'un lustrage. On perce ensuite les trous et l'on procède comme indiqué ci-dessus. De préférence, avant leur mise en place, les épingles sont enduites d'un agent de démoulage, tel qu'une cire au silicone. Il est également judicieux, avant de procéder à la coulée, de placer dans le contre-moule des inserts destinés à assurer des points de prise pour le démoulage. Selon un aspect préféré de l'invention, afin de maintenir entre les épingles un écartement constant et assurer leur rectilinéarité, on dispose entre elles, après la pose et avant la coulée, une ou plusieurs barrettes munies d'encoches ou de trous, dans lesquels viennent se loger les tiges des épingles. L'invention concerne également une épingle et une barrette pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est une vue schématique en coupe après coulée d'un contre-moule dans lequel ont été placées des épingles de démoulage conformément#à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une épingle de démoulage. Et la figure 3 est une vue en plan d'un exemple de réalisation d'une barrette de maintien des épingles. Pour réaliser un moule en résine plastique on commence par fabriquer un contre-moule 1, positif ou négatif. Ces contre-moules 1 peuvent être en toute matière appropriée, mais ils sont, pour des raisons de coût, généralement réalisés en bois ou en plâtre. Pour obtenir une surface aussi parfaite que possible du moule et pour faciliter le démoulage, on enduit le contremoule 1 d'un agent destiné à boucher toutes les irrégularités de surface du contre-moule. De bons résultats ont été obtenus en passant trois couches d'un solvant vernis avec-séchage complet entre chaque couche. On passe ensuite sur le contre-moule une cire au silicone qui, après lustrage, achève de donner au contre-moule une surface polie et fait également office d'agent de démoulage. On a obtenu également de bons résultats en passant trois couches de cire avec lustrage entre chaque couche. On procède alors au perçage dans le contre-moule 1, aux endroits désirés, de trous borgnes 2, d'une profondeur de 2 à 3 mm et- d'un diamètre correspondant à celui des épingles 3 (5 à 8/10 de mm), que lton y place avant la coulée. De préférence, les épingles 3 sont, avant leur mise en place, enduites d'un agent de démoulage, qui peut être la même cire au silicone employée pour la préparation du contre moule. Sur la figure t, 4 indique la résine. Chaque épingle 3 est constituée par une tige 5, d'un diamètre compris entre 5 et 10/10 de mm et de préférence de 8/10 de mm, d'une longueur variable, en fonction de la distance séparant le fond du contre-moule du niveau supérieur de la coulée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque épingle est munie d'une tête ou embout conique 6. L'embout 6 comporte une collerette 7 et une partie de préhension 8. Cet embout assure la formation des trous de dégagement des évents sur la face inférieure des moules. La partie de préhension 8 facilite le dégagement des épingles après polyméisation. Les épingles sont ajustées en longueur et mises en place de telle sorte que la face inférieure de la collerette coïncide avec le niveau maximal de remplissage du contre-moule. Selon un premier mode de réalisation, la tige 5 des épingles est en acier poli, du type dit "corde à piano" et l'em- bout 6 est en polyéthylène surmoulé sur la tige par injection. Dans un autre mode de réalisation, épingle peut être en matière synthétique suffisamment rigide pour rester indéformable aux faibles diamètres employés et qui résiste à la chaleur dégagée par la réaction de polymérisation. A cet effet, on peut avantageusement utiliser la matière plastique connue sous la dénomination commerciale DELRIN. Selon une autre variante de réalisation, les épingles peuvent également être en matière fusible à une température inférieure à la température de fusion de la résine utilisée pour la fabrication du moule, comme par exemple celle qui est connue sous la dénomination commerciale CERBRON. Dans ce cas, après polymérisation, il suffira de soumettre le moule à un chauffage suffisant pour faire fondre les épingles après la polymérisation de la résine. Avec les épingles conformes à l'invention, il suffit d'avoir quelques modèles de longueur standard dont on ajuste la longueur au moment de la pose dans le contre-moule. Selon une autre caractéristique avantageuse de de l'invention, après la pose des épingles et avant la coulée, on place dans le contre-moule des barrettes de maintien 9, destinées à conserver entre les épingles un écartement constant. On assure ainsi la formation de trous d'évent parfaitement droits, en évitant la déformation de la tige des épingles. Sur la figure 3, est montré un exemple de réalisation particulièrement simple des barrettes 9. Etant donné que l'écartement entre les épingles est particulier à chaque moule, les barrettes doivent être confectionnées après la pose des épingles. A cet effet, il suffit de découper au dessin voulu des chutes de feuilles en matière suffisamment rigide et résistante, d'une épaisseur comprise entre 5 et 10/10 de mm et d'y pratiquer des encoches 10, dans lesquelles viennent se loger les tiges des épingles. Ces barrettes peuvent être, selon le cas, réalisées dans du carton, de la matière plastique ou du métal. En variante, on peut disposer de telles barrettes sur le fond du contre-moule, avant le perçage des trous borgnes 2. On détermine ainsi exactement les trous de passage des tiges des épingles. Il suffit ensuite de découper entre ces trous des passages pour la coulée de résine. En fonction de la hauteur des épingles, on peut disposer plusieurs étages de barrettes de maintien dans le contremoule. Les barrettes restent prisonnières dans la résine après polymérisation et ne gênent pas l'enlèvement des épingles. Pour faciliter le démoulage après polymérisation, il est avantageux de placer dans le contre-moule, avant la coulée, des inserts, tels que des boulons ou des crochets, qui formeront des prises ou points d'appui pour l'extraction du moule. A cet effet, on peut par exemple placer au-dessus du contre-moule, avant la coulée, un portique maintenant dans la position désirée lesdits inserts, jusqu'à la fin de la réaction de polymérisation. L'application du procédé selon l'invention n'est pas limitée à la fabrication de moules en résine plastique pour le thermoformage. Elle trouve également une application avantageuse pour la fabrication de moules pour la transformation des mousses de polyuréthane, dans lesquels des trous d'évent sont nécessaires pour laisser l'air stéchapper au moment de l'expansion de la mousse. L'invention peut aussi être appliquée à la fabrication de moules d'essais pour la transformation du polystyrène expansé. Dans ce domaine, les moules comportent des trous pour la circulation de la vapeur. Ces moules sont actuellement réalisés en aluminium ou en acier, ce qui nécessite un usinage important. Des moules d'essais en résine plastique pour la mise au point du moule de production en métal peuvent être facilement réalisés grâce au procédé selon l'invention. Il est également possible, au moyen du procédé selon l'invention, de réaliser en résine plastique des moules de production ayant une dureté, une résistance aux chocs et des capacités d'échanges thermiques analogues à celles des moules de production actuellement réalisés en aluminium. A A cet effet, on utilise une résine plastique pouvant être cuite et comportant de préférence une charge métallique. On procède comme indiqué ci-avant puis, après le démoulage, on soumet le moule à une cuisson au four à une température comprise entre 2000C et 3000C, pendant une durée allant de 5 à 24 heures. De façon préférentielle, cette cuisson s'effectue à une température de 2500C pendant 8 heures. Si, lors de la mise en oeuvre de ce procédé on doit utiliser des barrettes de maintien, le matériau dans lequel seront réalisées ces barrettes devra résister à ltopération de cuisson. Dans le cas contraire, les barrettes risqueraient de fondre et d'obstruer les trous d'évent. Il est donc recommandé de fabriquer ces barrettes à partir d'une feuille métallique. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'outillages, d'emprein tes et/ou de moules en résine plastique par coulée, caractéri sé en ce que - avant la coulée, on pratique dans le contre-moule (1) des trous borgnes (2) aux emplacements correspondant aux trous d'évent prévus pour le moule fini; - on place dans ces trous borgnes des épingles (3) dont la hauteur est telle que leur extrémité supérieure dé passe le niveau de coulée; - on procède ensuite à la coulée de la résine; - après polymérisation, on retire les épingles. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'avant le perçage des trous borgnes d'emplanture des épingles on applique sur le contre-moule# au moins une couche d'un produit de bouchage et au moins une couche de cire au silicone. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, avant la coulée, les épingles sont enduites d'un agent de démoulage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise des épingles dont l'extrémité supérieure est munie d'une partie conique pour la formation d'un trou de dégagement à la base du trou d'évent. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise des épingles en matière fusible dont la température de fusion est inférieure à celle de la résine utilisée pour la fabrication du moule et en ce que la dernière étape du procédé selon la revendication 1 est remplacée par un chauffage du moule à une température suffisante pour faire fondre les épingles. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'avant la coulée, on place entre les épingles des barrettes de maintien. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les barrettes de maintien sont formées par des feuilles de matière rigide, dans lesquelles on pratique des encoches (10). 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'avant le perçage des trous borgnes d'emplanture des épingles, on place sur le fond du contre-moule au moins une feuille destinée à la formation des barrettes de maintien et en ce que l'on engage les épingles dans les trous ainsi formés. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'avant la coulée, on dispose dans le contre-moule des inserts destinés à former des prises ou des appuis pour le démoulage après la polymérisation. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on utilise pour la coulée une résine plastique pouvant être cuite et en ce que, après le démoulage, on soumet le moule à une cuisson. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la cuisson est effectuée entre 2000C et 3000C, pendant une durée comprise entre 5 et 24 heures. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la cuisson est effectuée à 2500C, pendant 8 heures. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10à12, caractérisé en ce que lton utilise une résine comportant une charge métallique. 14. Epingle pour la réalisation de trous d'évent dans les moules ou outillages fabriqués en résine plastique par coulée, caractérisée en ce qu'elle comporte une tige (5) d'un diamètre correspondant à celui du trou d'évent à réaliser et un embout (6), de forme conique, pour la réalisation du trou de dégagement du trou d'évent. 15. Epingle selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'embout comport#e une collerette (7) de niveau et une partie supérieure de préhension (8). 16. Epingle selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que la tige est en acier et l'embout en polyéthylène moulé par injection. 17. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, à la réalisation de moules en résine pour le thermoformage. 18. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 à la réalisation de moules pour la transformation des mousses de polyuréthane. 19. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, à la réalisation de moules d'essais pour la transformation du polystyrène expansé. 20. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, à la réalisation de moules de production pour la transformation du polystyrène expansé.