Brevet FR2527509A1 — publié le 19831202

La présente invention est relative à un procédé de production de pièces, notamment de disques de reproduction de sons ou de disques à image optique, réalisées par moulage par compression, et à un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. Le moulage considéré concerne plus particulièrement des matières thermoplastiques propres à être moulées par compression telles que le chlorure de polyvinyle, l'acétate de cellulose, les résines acétales, etc..., c'est-g-dire les matières à forte tangente de perte. On sait que pour de tels moulages on dépose dans un moule chaud une certaine quantité de matière préchauffée, puis on comprime cette matière et enfin on refroidit le moule de manière à provoquer le durcissement de l'objet terminé. Ainsi toute la masse des moules doit être chauffée à une température de l'ordre de 1600, ce qui nécessite une énergie importante, on doit ensuite procéder au refroidissement de ces moules, les deux opérations considérées se répétant pour chaque moulage. On observe qu'une telle méthode de travail entratne un gaspillage important d'énergie. Pour remédier à cet inconvénient la présente demanderesse a déjà proposé dans une demande de brevet antérieure de dissocier le moule destiné à la fabrication des pièces en question pour disposer d'un premier moule de simple conformation qui demeure continuellement chauffé et d'un second moule de finition dans lequel la pièce ébauchée dans le premier est transférée à l'état chaud pour etre gravée et refroidie en vue de sa polymérisation. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent une autre méthode de moulage par compression, notamment de disques de reproduction de sons ou d'images, qui permet une simplification notable de l'outillage et donc un investissement relativement faible. Le procédé suivant l'invention consiste à effectuer sur une galette ou ébauche de matière plastique préchauffée une succession de chauffages à haute fréquence et de compressions entre deux matrices gravées afin d'amener ladite galette à la dimension du disque définitif et de lui communiquer une température optimale, a réaliser ensuite le pressage définitif du disque en vue de transférer les gravures des matrices sur ses deux faces et à assurer enfin le refroidissement de la matière. Le chauffage à haute fréquence permet ltéchauffement de la matière de manière que la galette puisse etre écrasée progressivement afin qu'elle diminue d'épaisseur et augmente de diamètre jusqu'à obtenir la forme définitive du disque. Grâce au chauffage qui ne s'applique a la matière plastique que pendant un temps relativement court, on évite toute surchauffe locale. En effet le chauffage croissant avec la température, les zones les plus chaudes ont tendance à absorber plus d'énergie du fait de leur facteur de perte plus élevé. En appliquant le chauffage à haute fréquence par périodes successives on laisse à la tempe rature de la matière le temps de s'égaliser dans toute la masse de celle-ci. L'égalisation des températures est facilitée et accelzrée par des pressages intervenant entre les périodes de chauffage et provoquant un glissement moléculaire dans la masse de la matiere plastique. Le dessin annexé, donné a titre d'exemple > permettra de mieux comprendre l'inventions les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer ta figure unique du dessin illustre une presse destinée à la mise en oeuvre du procédé suivant l'jiivention. La presse schématiquement représehrée comprend essentiellement un b ti 1 a la partie supérieure duquel sont associes des colonnes verticales 2 dont l'extremite supporte un plateau fixe ou traverse 3. Le bâti 1 est agencé de manière à constituer un cylindre hydraulique a deux diamètres pour un piston 4 solidaire d'un plateau 5 destiné à se déplacer de manière alternative dans le vens vertical en étant guide par les colonnes 2. Le bâti 1 comprend ainsi un alésage vertical 6 dans lequel coulisse la queue 7 du piston 4, ledit alésage se prolongeant par un second 8 dans lequel est placé ce piston. Celui-ci est décroché sur sa face inférieure 4a pour déterminer une chambre dans laquelle débouche un canal 9 propre à amener de l'huile ou autre fluide en vue de provoquer le déplacement vers le haut du piston 4. La face supérieure de celui-ci est associée à une tige 10 dont ltextrémité libre est assujettie au plateau 5. Un couvercle 11 ferme le dessus de l'alésage 8 et permet le passage de la tige 10. Des joints non référencés sont disposés aux endroits adéquatsie manière à éviter toute fuite d'huile.On note la présence d'un second canal 12 aboutissant dans la partie haute de l'alésage 8 et qui permet le fonctionnement du piston dans le mode à double effet. Si de l'huile arrive par le canal 9, le piston monte et l'huile située au-dessus de lui s'évacue par le canal 12 et vice et versa. La partie inférieure du bâti 1 comporte un bossage taraudé 13 dans lequel s'engage une vis 14 contre laquelle la queue 7 vient buter pour limiter le point mort bas de la course du piston 4. En déplaÇant axialement la vis 14 par rapport à l'alésage taraudé du bossage 13 on peut ainsi faire varier la position du point mort bas en question. Sur le dessus du plateau 5 on fixe par tout moyen non représenté un bloc métallique 15 et de manière semblable on associe un autre bloc métallique 16 au-dessous de la traverse 3. Chacune des faces en vis-a-vis des deux blocs en question reçoit une matrice 17 respectivement 18 de faible épaisseur et dont les faces tournées l'une vers l'autre sont gravées de manière à réaliser sur le disque que l'on veut fabriquer l'impression désirée. Chaque matrice comporte un bord tombé 17a respectivement 18a prenant appui sur un chanfrein correspondant du bloc métallique grâce a la présence d'une bague de fixation 19, 20 convenablement assujettie de manière non représentée soit au bloc correspondant, soit au plateau 5 ou à la traverse 3 par l'intermédiaire d'une semelle isolante S, prévue avantageusement en Téflon. Chacune des matrices 17, 18 est reliée par un conducteur 21, 22 à un générateur à haute fréquence 23. Le procédé de moulage suivant l'invention consiste à réaliser une galette 24 préchauffée et homogénéisée dans un malaxeur classique et dont le diamètre est nettement plus petit que celui du disque que l'on désire fabriquer. Comme le volume de la galette égale celui du disque, son épaisseur est beaucoup plus importante que celle de ce disque. La galette 24 est déposée par un mécanisme d'alimentation usuel sur la matrice inférieure 17. Puis le piston 4 est élevé en envoyant de l'huile dans le canal 9 de manière que le dessus de la galette ne vienne pas tout à fait toucher la matrice supérieure 18. Cette dernière et celle inférieure 17 constituent les électrodes d'un condensateur dont la galette 24 forme le diélectrique. A ce moment les matrices sont séparées par une distance supérieure l'epaisseur de la galette de sorte que le diélectrique inclut également une lame d'air. Le générateur à haute fréquence est alors mis en route pour quelques secondes afin de constituer un premier apport d'énergie entraînant une élévation de la température de la galette 24 qui n'est pas uniforme dans toute sa masse. Suivant l'invention, afin d'uniformiser cette température, on procède immédiatement à une première compression qui provoque une diminution de ltépaisseur de la galette et une augmentation de son diamètre, donc de sa surface. On procède alors à un nouvelle mise en marche du générateur haute fréquence pendant un nouveau temps très court. Cette opération étant précédée par une légère ouverture de la presse afin que le dessus de la galette ne touche pas la matrice supérieure 18. Le générateur 23 est à nouveau mis en marche pour quelques secondes puis une nouvelle compression de la galette est effectuée. On procède ainsi par phases successives Jusqu'a ce que la galette 24 présenteqles formes extérieures du disque qu'on désire réaliser.La phase finale consiste comprimer la matière plastique entre les deux matrices tout en faisant fonctionner le générateur à haute fréquence 23 de manière que la température du disque soit maintenue a environ 1600 pendant qu'il est sous pression. Cette dernière phase constitue celle de pressage et de gravure du disque. La presse est ensuite ouverte et le disque éjecté par des moyens connus. On note que les étiquettes du disque pourraient être déposées à l'origine sur chacune des faces de la galette 24 dans laquelle le trou central serait pratiqué avant sa mise en place sur la matrice 17. On comprend aisément que la méthode suivant l'invention permet d'uniformiser la température dans la masse de la galette par glissement moléculaire du fait du changement des dimensions de cette galette, son augmentation de diamètre, et sa diminution d'épaisseur étant favorables au transfert d'énergie. Bien entendu les différentes ouvertures des matrices dans les phases opératoires successives sont réglées grâce à la vis 14 qui peut être déplacée axialement par rapport au bossage 13 soit manuellement, soit de manière automatique par exemple en fonction de la température de la galette 24 qui serait relevée par un thermomètre sensible au rayonnement infra-rouge. Le chauffage par haute fréquence est limité å quelques secondes afin d'éviter toute surchauffe locale trop importante de la matière pouvant entraîner sa dégradation. Le procédé décrit fait nettement apparattre que l'apport d'énergie provenant du générateur haute fréquence n'est pratiquement utilisé que pour le chauffage de la galette car ltélévation de température des deux matrices est insignifiante. Ceci constitue donc un gain d'énergie considérable par rapport aux moyens classiques de chauffage utilises actuellement. A ce gain s'ajoute celui réalisé par le fait que le refroidissement ne concerne que les deux matrices et non les deux masses métalliques 15 et 16 ; autrement dit lténergie nécessaire au refroidissement est peu importante du fait du faible volume des deux matrices. Il va de soi que lton peut disposer pour rendre le procédé automatique d'une centrale de commandes propre à synchroniser les mouvements et fonctions décrits ci-dessus. Il doit d'ailleurs etre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le donaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi qu'on pourrait aussi faire varier la tension entre les matrices en fonction de leur écartement. En particulier on pourrait maintenir en permanence la galette 24 sous pression entre les matrices 17, 18 et effectuer une succession de chauffagw à haute fréquence de courte durée. De même on pourrait après chaque chauffage ouvrir Légèrement les matrices afin d'inclure un diélectrique supplémentaire constitué par une lame d'air situé entre la galette et une desdites matrices. REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage de pièces par compression, notamment de disques pour la reproduction de sons ou de disques a Image o#ptique en partant d'une ébauche (24) en fonde de galette préalablement réalisée, caracterise en ce qu'il consiste à appliquer à la galette une succession de chauffages à haute frequenee tsts courte et à la comprimer entre deux matrices gravées (17, 18) afin d-smener ladite galette (24) à la dimension du disque définitif et 3 une température optimale, à réaliser alors le pressage définitif du disque rendant un chauffage continu en vue de transférer les gravures des matrices sur ses deux faces, a assurer ensuite le refroidissement des matrices et enfin a éJjcter le disque froid. 2. Procédé suivant la revendication 1, aracterise en ce que la galette subit une compression entre dein chauffages successifs. 3. Procédé suivant la revendicasion 1, caractérisé en ce que le chauffage à haute fréquence est effectué quand les deux matrices (17, 18) sont en contact avec la galette (948. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les matrices sont mises sous tension quand celle supérieure n'est pas en contact avec le dessus de la galette (24) afin d'inclure un diélectrique supplémentaire constitué par une lame d'air. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les matrices (17, 18) sont constituées par des plaques minces reliées chacune au générateur à haute fréquence (23). 6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'écartement des matrices est modifié après chaque compression. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la variation de l'écartement entre les matrices (17, 18) est effectuée en fonction de la température de la galette (24). 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'en fonction de l'ecartement des matrices on fait aussi varier la tension entre les matrices (17-18). 9. Machine, caractérisée en ce qu'elle est destinée à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les matrices (17, 18) sont assujetties à deux blocs métalliques (15, 16) portés chacun par le plateau (5) mobile d'une presse, dont le plateau superieur ou traverse (3) est fixe. 11. Machine suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le réglage de la distance entre les matrices (17, 18) s'effectue par variation du point mort bas du vérin supportant la matrice inférieure (17).