Brevet FR2516001A1 — publié le 19830513

Procédé pour former un moule. La présente invention concerne un procédé pour former des moules et notamment un nouveau procédé pour former un moule, par exemple un moule pour la métallurgie des poudres, un mou- le d'emboutissage, un moule de moulage du verre ou un moule d'extrusion de matière plastique. Lorsqu'on formait un tel moule, il était courant dans le passé d'usiner ou d'enlever de la matière sur une ébauche de moule ou sur un bloc pour lui donner le contour de moule désiré, lequel doit habituellement avoir une grande préci- sion L'ébauche de moule e St habituellement en une matière, un métal ou un alliage spécial, qui est générale- ment coûteux, dur et difficile à usiner Ainsi, pour obtenir le contour de moule désiré, on perd ou on rend inutilisable un volume important de matière coûteuse, tout en dépensant par ailleurs beaucoup d'énergie et un temps considérable. La présente invention vise à procurer un nouveau procédé pour former des moules, qui permet d'obtenir le contour de moule désiré avec un rendement très supérieur à celui du pro- cédé conventionnel, et qui permet d'économiser de l'énergie, du temps et de la matière L'invention vise également à procu- rer un procédé pour former des moules justiciable de la FAO (fabrication aidée par ordinateur) des moules. La présente invention propose donc un procédé pour former un moule ayant le contour désiré, dans lequel: a) on choisit un certain nombre de pièces ébauches et on planifie leur dis- position pour que l'on puisse en assembler une ébauche de moule ayant un contour s'approchant au moins grossièrement du contour de moule désiré; b) on relie de façon permanente les pièces ébauches choisies selon la disposition planifiée pour ob- tenir l'ébauche de moule ayant ce contour approché; et c) on usine l'ébauche de moule pour y développer progressivement le contour désiré à partir du contour approché. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: les figures 1 (a) et 1 (b) sont des vues respectivement enf plan de des- sus et en coupe latérale montrant schématiquement un certain mou- le désiré terminé, comme on le voit sur un plan; les figures 2 (a) et 2 (b) sont des vues similaires montrant respectivement une ébauche de moule assemblée à partir d'une multiplicité de nièces ébauches selon les principes de la présente invention; et les figures 3 (a) et 3 (b) sont des vues similaires, montrant schématiquement le moule obtenu en usinant l'ébauche de moule de la figure 2 selon les principes de la présente invention. Les figures 1 (a) et 1 (b) montrent, comme on le voit sur un plan, un moule 1 montré à titre d'exemple On voit que le moule 1 doit avoir une cavité de forme 2 à y former avec un contour de moule désiré 3 Le moule final 1 est représenté comme ayant quatre parois latérales extérieures rectangulaires 4 et un fond rectangulaire 5, se coupant les uns les autres à angle droit Une surface extérieure rectangulaire à trois dimensions, constituée par ces parois, est représentée comme 251630 1 étant caractérisée par les longueurs A, B et C La cavité de moule 2 a trois longueurs caractéristiques D, E et F parallèles respectivement aux longueurs A, B et C (D E yon de courbure R. Pour obtenir le moule 1, il était classique de préparer un simple bloc rectangulaire, caractérisé par les longueurs A, B et C, et ensuite de l'usiner, par exemple par décharces électriques, de façon à y former la cavité 2 de telle sorte que tout le volume de matière défini par le contour 3 soit retiré du bloc préparé Ainsi, tout ce volume, doit être enle- vé du bloc préparé, ou usiné, ou devient inutile, et on doit dépenser de l'énergie et du temps pour enlever ce volume. Pour obtenir le même moule 1, la présente invention propose de préparer cinq plaques rectangulaires 6 à 10 et de les assembler en une disposition telle que représentée sur les figures 2 (a) et 2 (b) pour obtenir une ébauche de moule 11 Il apparaît que les plaques 6 et 7 doivent avoir une épaisseur égale ou légèrement supérieure à (B-E)/2, une longueur égale à (D-2 R) et une largeur égale à F Ensuite, les plaques 8 et 9 doivent avoir une épaisseur égale à l(A-D)/2 + R l, une longueur égale à B et une largeur égale à F, et la plaque 10 doit avoir une épaisseur égale à (C-F), une longueur égale à A et une largeur égale à B Lors de l'assemblage des pla- ques 6 à 10 ainsi choisies, celles-ci sont reliées ensemble de façon permanente, et de façon avantageuse par soudage par fusion Les interfaces soudées sont représentées en 12 sur les figures 2 (a) et 2 (b). Il est ensuite souhaitable de soumettre des plaques soudées 6-10 à un traitement thermique pour éliminer les contraintes thermiques, effectuer leur durcissement et stabiliser métal- lurgiquement les zones soudées 12 De cette manière, on a pro- duit une ébauche de moule unique 11 qui a la forme d'une boite ouverte vers le haut Il apparaît que la surface intérieure de l'ébauche de moule 11 a un contour 13 qui s'approche grossiè- rement du contour désiré 3-de la cavité de moule 2 à obtenir. On ne perd pas de matière pour obtenir la cavité rectangulai- re 14 définie par le contour approché 13, cette cavité 14 constituant la partie principale de la cavité de moule 2 à obtenir. L'ébauche de moule creuse 11 est alors soumise à un usinage, de façon avantageuse à un usinage par décharges électriques selon un des divers modes connus Dans un mode d'usinage par décharges électriques caractéristique, une électrode-outil dont la forme est complémentaire de la cavité 2 ou du contour 3 désiré, est juxtaposée à l'ébauche de moule 11, mais à une certaine distance, et coaxialement à la cavité 14,en pré- sence d'un liquide d'usinage par décharges électriques, tel qu'un hydrocarbure ou de l'eau On applique une succession d'impulsions d'usinage entre l'électrode-outil et l'ébauche de moule 11 pour enlever par électro-érosion de la matière sur les régions de l'ébauche 11 qui sont disposées le plus près de l'électrode-outil juxtaposée Au fur et à mesure de l'enlèvement de matière, l'électrode-outil et l'ébauche de moule sont déplacées l'une par rapport à l'autre pour faire progresser l'usinage jusqu'à ce que le contour 13 dans son ensemble ait atteint le contour désiré 3 La cavité désirée 2 avec le contour de haute précision 3 ainsi produit dans l'ébauche de moule 11 est représentée sur les figures 3 (a) et 3 (b). Il apparait de cette manière que l'on n'a besoin d'enlever au stade d'usinage qu'un petit volume de matière de sorte qu'on fait des économies considérables, non seulement en matière de moule, mais également en temps et en énergie En outre, on peut former le moule avec une plus grande précision que dans le procédé classique A ce jour, on utilise de façon extensi- ve l'usinage par décharges électriques pour former les moules du fait de sa possibilité d'usinage avec grande précision, bien que la précision de l'usinage par décharges électriques 2516 001 dépende de la durée d'usinage Plus cette durée est longue, moins bonne est la précision d'usinage La présente invention, qui permet de réduire considérablement le temps d'usinage, peut ainsi tirer parti d'autres avantages de l'usinage par décharges électriques pour augmenter la précision du moule ainsi formé. Dans le procédé de l'invention, on peut avantageusement uti- liser comme matière de moule des aciers spéciaux qui peuvent être durcis, cémentés ou nitrurés par des traitements ther- miques de façon à obtenir des moules résistant à la pression et résistant à l'usure Dans le procédé de cette invention, on peut également noter qu'une portion des ébauches 6 à 10, qui exige une résistance particulière à l'usure, peut être constituée par une matière dure afin d'obtenir un moule satisfaisant. Chaque pièce ébauche dans le procéda de cette invention doit être également de préférence une plaque-ébauche de sorte que l'on peut stocker dans un magasin seulement des plaques-ébauches de différentes dimensions et on peut sélectionner dans le ma- gasin un jeu approprié de telles plaques-ébauches et les assembler ensemble en fonction d'un moule particulier à ob- tenir De cette manière, on peut produire un moule de toute forme et de toute dimension désirées. On doit également noter que l'invention permet de fabriquer un moule de façon totalement automatique sur la base des prin- cipes de la CAO/FAO (conception assistée par ordinateur/fabri- cation assistée par ordinateur),Ainsi, on peut utiliser un calculateur pour dessiner le moule désiré ayant une forme et des dimensions particulières et en préparer un dessin Le dessin préparé peut être transféré à un atelier oi on utilise un calculateur pour déterminer automatiquement à partir du dessin les dimensions des plaques et leur disposition pour le moule désiré et pour faire prélever un tel jeu de plaques dans le magasin et les foire s'assembler automatiquement selon la disposition déterminée par soudages successifs d'une pla- que à l'autre Ce façon à obtenir une ébauche de moule L'ébau- che de moule ainsi obtenue est ensuite automatiquement trans- férée à un poste de traitement thermique L'ébauche de moule ainsi traitée est alors transférée automatiquement à une machine d'usinage par électro-érosion, o elle est usinée pour obtenir le profil définitif De cette manière, on peut produire, de façon économique avec un bon rendement, tout moule désiré. Revendications. 1 Procédé pour former un moule avec un contour de moule dé- siré, caractérisé en ce que a) on choisit plusieurs pièces ébauches( 6-1 o) et on planifie leur disposition pour pouvoir en assembler une ébauche de moule ( 11) ayant un contour ( 13) s'approchant au moins grossière- ment du contour de moule désiré ( 3); b) on relie de façon permanente les pièces ébauches choisies ensem- ble selon la disposition planifiée pour obtenir l'ébauche de moule ayant ce contour approché, et ensuite c) on usine cette ébauche de moule pour y développer progres- sivement le contour désiré à partir du contour approché. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pièce ébauche est une plaque-ébauche. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au stade b), les plaques-ébauches choisies sont reliées ensem- ble de façon permanente par b') soudage par fusion de l'une sur l'autre successivement de façon à les assembler selon la disposition planifiée pour obtenir l'ébauche de moule. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, avant le stade c), on soumet l'ébauche de moule préparée en a) et b') à un traitement thermique. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, au stade c), l'ébauche de moule est usinée par un procédé d'usinage par décharges électriques.