Brevet FR2515570A1 — publié le 19830506

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MOULAGE PAR INJECTION DE RESINE SYNTHETIQUE. La présente invention concerne un procédé de moulage par injection de résine synthétique et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, dans lequel un trou de coulée communiquant avec une cavité est refroidi de façon forcée pour faire solidifier la résine synthétique dans le trou de coulée après chaque opération de moulage par injection, le trou de coulée étant ainsi fermé. D'une façon générale, des machines de moulage par injection de résine synthétique de cette catégorie sont du type à conduit de coulée de masselotte et du type sans conduit de coulée de masselotte. Le moulage par injection de précision correspond principalement au pre- mier type Cependant, le moulage par injection de ce type fait inter- venir des masselottes qui constituent des déchets, de sorte qu'on ob- tient une consommation inutile de matière et des inconvénients du point de vue des économies d'énergie. Conformément au moulage par injection du type sans coulée de masselotte, l'extérieur et l'intérieur du conduit de coulée sont cons- tamment chauffés par le dispositif de chauffage de façon à empêcher la résine synthétique se trouvant dans le conduit de coulée de se re- froidir et de se solidifier En conséquence, on évite une consommation inutile de matière Cependant, on rencontre un inconvénient du fait que la résine synthétique se trouvant dans le trou de coulée communi- quant avec la cavité est soumise à une contre-pression par un mouvement de retour d'un piston intervenant dans le moulage par injection, de sorte que la résine reflue dans le conduit de coulée En conséquence, la précision de moulage est mauvaise et les articles moulés peuvent être déformés ou ne pas avoir un profil uniforme D'autre part, pour empêcher ce reflux d'écoulement, il est nécessaire de maintenir la pression à l'intérieur de la cavité jusqu'à ce que la résine fondue se trouvant dans la cavité se soit solidifiée Cependant, l'inconvé- nient rencontré consiste en ce que la durée du moulage est prolongée. En vue d'éliminer ces inconvénients du domaine connu, on a proposé de nouveaux procédés et appareils de moulage par injection, en particu- lier dans les brevets japonais Nos 762 148, 916 450, 902 601 (brevet des Etats-Unis d'Amérique correspondant No 3 800 027), etc. Conformément à un aspect des nouvelles techniques revendiquées dans les brevets précités, un dispositif de chauffage intermittent est monté dans un trou de coulée, de sorte que la résine synthétique se trouvant dans ce trou de coulée est fondue par le dispositif de chauffage inter- mittent et est injectée dans la cavité Sous l'effet d'un arrêt de l'opération de chauffage, la résine fondue se trouvant dans le trou de coulée se solidifie, de sorte que la résine fondue se trouvant dans la cavité est empêchée de refluer dans le conduit de coulée On évite ainsi une consommation inutile de matière et on réalise une opération de moulage appropriée. L'invention a pour but général de fournir un procédé de moulage par injection de résine synthétique, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettant de produire des articles moulés avec une grande précision et de raccourcir le temps de moulage. Conformément à un aspect essentiel de l'invention, par actionne- ment d'un moyen de refroidissement forcé monté dans une partie de moule constituant un trou de coulée, la résine synthétique fondue par échauf- fement local du trou de coulée est refroidie et solidifiée de façon forcée, ce qui assure ainsi la fermeture du trou de coulée. D'autre part, par arrêt du moyen de refroidissement forcé, la résine synthétique solidifiée se trouvant dans le trou de coulée est chauffée et fondue par un dispositif de chauffage monté, soit à l'extérieur d'un conduit de coulée, soit à l'intérieur de celui-ci. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Fig 1 est une vue en coupe verticale d'une partie principale d'un dispositif de moulage par injection de résine synthétique conforme à l'invention. La Fig 2 est une vue de face, faite sur la ligne II-II de la Fig 1. La Fig 3 est une vue en coupe verticale d'un autre exemple de réalisation du dispositif de moulage par injection conforme à l'inven- tion. La Fig 4 est une vue de face d'un trou de coulée de l'exemple de la Fig 3, la vue étant faite à partir d'un côté de la cavité. La Fig 5 est une vue en coupe verticale d'une partie principale d'un autre exemple. La Fig 6 est une vue latérale partiellement arrachée d'un seul cylindre extérieur de l'exemple de la Fig 5. On va maintenant décrire en référence aux dessins ci-joints un exemple préféré de réalisation de l'invention. On a désigné par 1 un conduit de coulée ménagé dans un cylindre 2 dans la paroi duquel est incorporé un dispositif de chauffage 3. Ce dispositif correspond au moulage par injection du type sans coulée de masselotte du fait que chaque article moulé ne comporte aucune masselotte. On a désigné par 4 une cavité et par 5 un trou de coulée communi- quant avec le conduit de coulée 1 On a désigné par 6 un canal annulaire de refroidissement ménagé sur la périphérie extérieure d'une partie de moule 7 La référence 8 désigne un passage d'entrée dans lequel un fluide de refroidissement pénètre, ce passage d'entrée 8 étant en com- munication avec le canal annulaire de refroidissement 6. On a désigné par 9 un passage de décharge par lequel le fluide de refroidissement sort, ce passage 9 étant en communication avec le canal annulaire de refroidissement 6 De préférence, les deux passages 8 et 9 sont placés dans des positions opposées et ils sont orientés en parallèle dans une direction axiale du conduit de coulée 1. Le symbole A désigne un moyen de refroidissement forcé comportant les passages 8, 9 Les deux passages 8, 9 peuvent être reliés entre eux par l'intermédiaire d'un tuyau (non représenté). On va maintenant décrire le fonctionnement de l'appareil conforme à l'invention. Une certaine quantité de résine fondue est injectée dans la cavité 4 par l'intermédiaire du conduit de coulée 1 et du trou de coulée 5 au moyen d'un dispositif de moulage par injection (non représenté) Le dispositif de chauffage 3 chauffe constamment et fait fondre la résine synthétique se trouvant dans le conduit de coulée 1 et dans le trou de coulée 5, de sorte que le moulage par injection peut s'effectuer Aussitôt que la résine fondue a rempli la cavité 4 à la fin de l'opération de moulage par injection, le moyen de refroidissement forcé A est actionné. Ensuite, lors de la fourniture d'un agent de refroidissement préféré, comme par exemple de l'eau, de l'air ou un autre fluide dans le canal de refroidissement 6 de la partie de moule 7 sous l'effet d'une pompe de compression, d'un piston ou d'un autre moyen d'actionnement, la résine fondue se trouvant dans le trou de coulée 5 est refroidie rapidement et elle se solidifie de manière à fermer le trou de coulée. En outre, pendant le temps o le fluide de refroidissement est fourni de façon forcée, il est évidemment possible d'arrêter l'actionnement du dispositif de chauffage 3. En conséquence, puisque la résine solidifiée se trouvant dans la cavité 4 peut être enlevée immédiatement par une opération d'ouver- ture de moule et puisque, dans l'opération de moulage par injection, on revient dans la position initiale, il est possible de raccourcir le temps de moulage. En outre, la résine synthétique se trouvant dans le trou de coulée 5 au moment de l'ouverture du moule est solidifiée localement par l'opération de refroidissement forcée et le trou de coulée est fermé de sorte que de la résine fondue ne s'écoule jamais en direction de la cavité. Ensuite, lorsqu'une opération de blocage de moule est amorcée, le moyen de refroidissement forcé A arrête sa fonction de refroidissement, de sorte que la résine se trouvant dans le trou de coulée 5 n'est plus refroidie Elle est alors chauffée et fondue immédiatement par le dis- positif de chauffage 3 et par la résine en fusion se trouvant dans le conduit de coulée 1, de sorte que le trou de coulée est ouvert. En conséquence, dans l'opération de moulage décrite ci-dessus, la résine fondue est introduite dans la cavité par l'intermédiaire du conduit de coulée 1 et du trou 5, et l'opération de moulage par injection est terminée. Puis, par un nouvel actionnement du moyen de refroidissement forcé 1, la résine fondue se trouvant dans le trou de coulée 5 est solidifiée de façon forcée et l'opération d'ouverture de moule est effectuée pour évacuer l'article moulé. Par répétition de l'opération décrite ci-dessus, on peut ef- fectuer un moulage par injection dans des conditions avantageuses. On va maintenant décrire un autre exemple de réalisation de l'invention en référence aux Figures 3 et 4 Conformément à cet exemple, un cylindre de chauffage 10, dont une extrémité est fixée sur le cylindre 2, est monté dans le conduit de coulée 1. Le cylindre de chauffage 10 est excité par l'intermédiaire d'un fil 10 a incorporé à celui-ci, de sorte que la résine synthétique se trouvant dans le conduit de coulée 1 et dans le trou de coulée 5 peut être chauffée et fondue en vue de pouvoir être injectée. Le moyen de refroidissement forcé A est le même que celui de l'exemple précédent, de sorte qu'on ne le décrira pas à nouveau. Ainsi, la résine se trouvant dans le trou de coulée 5 et le conduit de coulée 1 est constamment chauffée parle cylindre de chauffage 10 Comme dans le premier exemple, par actionnement du moyen de refroi- dissement forcé A, seule la résine se trouvant dans le trou de coulée 5 peut être refroidie et solidifiée localement, et alors le trou de coulée est fermé Par répétition de l'opération décrite ci-dessus, l'opération de moulage par injection peut être effectuée. Un autre exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en référence aux Figures 5 et 6. Cet exemple concerne un autre dispositif de moulage par injection de résine synthétique, avec lequel il est possible de produire plusieurs articles moulés Puisque les mêmes composants que ceux décrits dans les exemples précédents portent les mêmes références numériques, leur description ne sera pas répétée. La référence 11 désigne un moule dans lequel est formé un nombre préféré de cavités 4 Le cylindre 2, dans lequel sont placés le conduit de coulée 1, le trou de coulée 5, le moyen de refroidissement forcé A, le dispositif de chauffage 3, etc, est produit indépendamment du moule 11 et il est prévu un cylindre de ce genre dans chaque cavité. Une collerette 12 de chaque cylindre 2 est supportée par une plaque 13 par l'intermédiaire de vis 14. Dans cet exemple, le passage d'entrée d'agent de refroidissement 8 et le passage de sortie d'agent de refroidissement 9 sont disposés à l'intérieur du cylindre 2 dans une position plus rapprochée du conduit de coulée 1, tandis que le dispositif de chauffage 3 est monté à l'ex- térieur du passage d'entrée 8 et du passage de sortie 9 Il est évident que le dispositif de chauffage 3 peut être monté à l'intérieur des deux passages 8 et 9, comme indiqué sur la Fig 1 En outre, le dispositif de chauffage 3 peut être monté à l'intérieur du conduit de coulée 1, comme le montre la Fig 3 Egalement, comme indiqué sur la Fig 3, le moyen de refroidissement forcé A peut être incorporé au moule 11 proprement dit. Un tuyau (non représenté) d'alimentation en agent de refroidissement peut être relié à chaque moyen de refroidissement forcé A par l'intermé- diaire d'une électrovalve reliée à une pompe de compression ou à un com- posant semblable Une extrémité du tuyau est reliée, par l'internédiaire d'une vanne d'étranglement variable, à un orifice extrême 8 a du passage d'entrée 8 ménagé dans le moule 11, tandis qu'un autre tuyau est relié à un orifice extrême 9 a du passage de sortie 9 afin d'assurer la décharge de l'agent de refroidissement La vanne d'étranglement variable peut être montée en position dans le conduit relié au passage de sortie mais non dans le conduit relié au passage d'entrée L'électrovalve montée dans le conduit de passage d'agent de refroidissement est ouverte ou fermée par une minuterie qui intervient en synchronisme avec chaque cycle d'injection. La plaque de support 13 est pourvue d'un manchon 16 comportant une face de contact 15 destinée à recevoir une buse de cylindre d'injection. Le manchon 16 est monté dans la meilleure position possible de la plaque de support 13 de façon que la résine fondue puisse être introduite uniformément dans chaque cavité 4 Un ajutage de coulée 17 est ménagé au travers du manchon 16 et il est en communication avec le conduit de coulée 1 et chaque trou de coulée 5. On va maintenant décrire le fonctionnement de cet exemple. Lors de l'exécution de l'opération de moulage par injection par raccordement de la buse de cylindre de la machine de moulage par injec- tion (non représentée) avec le manchon de coulée 16, la résine-fondue est injectée dans chacune des différentes cavités 4 par l'intermédiaire du conduit de coulée 1 et des trous de coulée 5 Dans ce cas, la résine se trouvant dans le conduit de coulée 1 et les trous de coulée 5 est constamment chauffée et fondue par le dispositif de chauffage 3, ce qui prépare ainsi l'opération de moulage par injection. Aussitôt que la résine fondue a rempli chaque cavité 4 dans l'opération de moulage par injection, l'électrovanne prévue dans le conduit d'agent de refroidissement est ouverte et une quantité désirée d'agent de refroidissement est introduite dans le canal de refroidis- sement 6 de chaque partie de moule 7 La résine fondue se trouvant dans chaque trou de coulée 5 est alors refroidie rapidement et elle se solidifie rapidement, en fermant ainsi chaque trou de coulée 5. En conséquence, la résine solidifiée se trouvant dans chaque cavité 4 peut être évacuée sous forme d'un article moulé lors de l'opération d'ouverture de moule Ensuite, le cycle de moulage par in- jection revient dans la position initiale Puisque plusieurs cavités 4 sont prévues, il est possible de produire dans chaque opération d'in- jection plusieurs articles moulés Cela convient pour une production en série En outre, lors de l'exécution de blocage de moule, l'électro- vanne est fermée et le moyen de refroidissement forcé A cesse de fonc- tionner Ensuite, la résine se trouvant dans le trou de coulée 5 est à nouveau chauffée rapidement par le dispositif de chauffage 3 et par la résine fondue se trouvant dans le conduit de coulée 1, ce qui ouvre le trou de coulée correspondant De cette manière, l'opération d'injec- tion est effectuée de façon répétée. Il est à noter que l'invention n'est pas limitée aux exemples mentionnés ci-dessus Par exemple, le canal de refroidissement 6 n'est pas toujours limité à la forme annulaire On peut adopter tout profil approprié à condition qu'il permette de refroidir localement la résine se trouvant dans le trou de coulée 5 En outre, la structure du moyen de refroidissement forcé A n'est pas limitée à ce qui a été décrit dans les exemples mentionnés ci-dessus Egalement, la nature-de l'agent de refroidissement n'est pas particulièrement spécifiée En outre, on n'a également pas spécifié la nature du dispositif d'entralnement servant à actionner le moyen de refroidissement forcé A Il est possible d'utiliser une pompe de refoulement, un piston ou un composant semblable, à condition qu'il puisse être raccordé pour permettre l'exécution de l'opération de moulage par injection. Conformément à un aspect de l'invention, la résine synthétique se trouvant dans le conduit de coulée est chauffée constamment vers l'intérieur du conduit de coulée ou vers l'extérieur de celui-ci par le dispositif de chauffage de manière que la résine se trouvant dans le conduit de coulée et dans le trou de coulée soit amenée dans la condition fondue D'autre part, à chaque fois que l'opération de moulage par injection est effectuée, il est possible de refroidir seulement la zone du trou de coulée par l'intermédiaire du moyen de refroidissement forcé et de faire solidifier la résine fondue dans le trou de coulée. En conséquence, le trou de coulée est étroitement fermé. Il en résulte que de la résine remplissant la cavité ne peut pas refluer vers le conduit de coulée lors du retour du piston inter- venant dans l'opération d'injection, de sorte que chaque article moulé a un profil précis et uniforme En outre, il est possible de ré- duire la durée du temps de moulage Egalement, puisqu'il est inutile de prévoir un moyen de transformation de la tension d'une source de courant dans ce dispositif de moulage par injection, on peut ainsi fabriquer le dispositif d'une manière compacte et le produire à un faible coût. Egalement, puisqu'il est facultatif de régler le calibre du trou de coulée, il est possible de produire différents articles moulés de grandes ou petites dimensions. En outre, la présente invention permet de produire des articles moulés avec une grande précision. REVENDI CATIONS 1. Procédé de moulage par injection de résine synthétique pour mouler par injection une résine synthétique fondue dans une cavité dans une condition de chauffage et de fusion de la résine synthétique dans un trou de coulée communiquant avec la cavité et dans un conduit de coulée, un agent de refroidissement étant introduit de façon forcée dans une partie de moule comprenant le trou de coulée, et la résine synthétique fondue pouvant être refroidie et solidifiée à chaque fois qu'une opération de moulage par injection est effectuée, en vue d'obtenir ainsi une fermeture du trou de coulée. 2. Dispositif de moulage par injection de résine synthétique, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de moules définissant une cavité de moulage ( 4), un trou de coulée ( 5) communiquant avec ladite cavité, un conduit de coulée ( 1) et un dispositif de chauffage ( 3) pour chauffer et faire fondre constamment la résine synthétique se trouvant dans le trou de coulée ( 5) et le conduit de coulée ( 1), une partie de moule ( 7) comprenant un trou de coulée ( 5) étant pourvue d'un moyen de refroidissement forcé (A) pour refroidir le trou de coulée localement, ce moyen de refroidissement forcé (A) comprenant un canal de refroidissement ( 8, 9) et la résine synthétique se trouvant dans le trou de coulée ( 5) étant refroidie et solidifiée par actionnement du moyen de refroidissement forcé à chaque fois qu'une opération de moulage par injection est effectuée.