Brevet FR2534517A1 — publié le 19840420

Procédé et dispositif de fabrication de pièces moulées d'un seul tenant à partir de masses céramiques sèches, La présente invention concerne un procédé de fabrication de pji e S moulées d'un seultenant à partir de masses céramiques sèches, s'appliquant plus particulièrement à des pièces de vaisselle creuses présentant des anses ou des becs, tels que des tasses, des cruches ou objets analogues, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Des pièces de vaisselle creuses, pourvues d'anses ou des becs, telles que par exemple des tasses ou des cruches, sont habituellement fabriquées en moulant séparément, dans des moules en plâtre, d'une part le corps de la tasse ou de la cruche, et d'autre part les anses ou les becs, à partir d'une masse d'argile plastique Ensuite, après une opération de nettoyage, 'Les anses ou les becs sont rapportés, par une opération manuelle, sur le corps de la tasse ou de la cruche En outre, les corps de cruches sont souvent coulés à partir d'une masse d'argile plus fluide. En dehors de l'opération manuelle de pose des anses ou de becs, qui prend beaucoup de temps et est donc conteuse, le procédé connu consomme beaucoup d'énergie, car il est nécessaire de sécher les moules en plâtre Enfin, il faut tenir compte eu taux relativement élevé de rebuts, en raison des opérations manuelles et du retrait important qui résulte de la forte teneur en eau. L'invention a pour but de réaliser un nouveau procédé, ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, permettant d'éviter ces inconvénients Le nouveau procédé a donc pour but de réaliser, dans des conditions économiques favorables, la fabrication en série de nièces moulées d'un seul tenant et d'une haute qualité, sur lesquelles il n'est plus nécessaire de poser des éléments rapportés tels que des anses ou des becs. Cet objectif est réalisé,-selon l'invention, grâce au procédé caractérisé par le fait de charger une masse céramique, constituée de préférence à partir d'un granulat obtenu par pulvérisation, entre une matrice divisée et un poinçon réalisés en matière plastique et ayant des contours extérieurs correspondant à ceux de la pièce pressée, puis de soumettre le poinçon et la matrice à une force de compression. Des formes avantageuses de réalisation du procédé selon l'invention et de son dispositif de mise en oeuvre sont encore caractérisées par les dispositions suivantes: 2 L'application de la force de compression sur la matrice et sur le poinçon a lieu de manière décalée dans le temps, de même que la décompression, et les pressions appliquées sur la matrice et le poinçon pourront, le cas échéant, être différentes. 3 Le dispositif de mise en oeuvre comporte une forme de moulage constituée d'une matrice et d'un poinçon sur lesquels s'applique une force de compression. 4 La matrice et le poinçon sont constitués d'une matière plastique, de préférence une résine moulable de polyuréthane complexe ayant une dureté Shore de 800 à 98 ' A et un allonge- ment allant jusqu'à 300 % au point de rupture. La matrice et le poinçon sont constitués d'un noyau en métal, plus particulièrement en acier, revêtu d'une couche de matière plastique. L'invention sera décrite ci-après plus en détaileioe référant au dessin dans lequel La Fig 1 est une vue schématique, en coupe partielle, d'une première forme de réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La Fig 2 représente une deuxième forme de réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre de l'invention. La Fig 1 représente schématiquement un premier type de dispositif de mise en oeuvre de l'invention Sur cette figure ne sont pas représentés les divers organes mécaniques non nécessaires pour la bonne compréhension de l'invention, et notamment ceux de ces organes qui assurent l'introduction de la masse céramique dans le dispositif de moulage, ceci afin de faciliter la lecture du dessin Le dispositif de moulage comprend une forme de moulage composée d'une matrice 12 et d'un poinçon 13 dont les contours extérieurs correspondent à ceux de la pièce qu'il s'agit de mouler Lorsqu'il s'agit de pièces de vaisselle avec des anses moulées d'un seul tenant, la matrice 12 est divisée, son plan de séparation étant parallèle au plan du dessin et situé sur un diamètre de la pièce moulée, de telle sorte que l'anse 11 ou la poignée de la tasse représentée-à titre d'exemple dans la Fig 1 se trouve par moitié de part et d'autre du plan de séparation Cette division de la matrice en deux parties est nécessaire pour extraire la pièce moulée, une fois terminée l'opération de moulage'par compression. La matrice 12 et le poinçon 13 sont en matière plastique ayant une dureté Shore de 800 à 98 A Les surfaces marginales de la matrice 12 et du poinçon 13 qui déterminent les contours extérieurs de la pièce moulée pourront avoir la même dureté ou bien présenter des duretés différentes Le choix de valeurs appropriées de dureté permet d'influencer la couche superfici- elle de la pièce moulée de telle sorte, par exemple, qu'une glaçure appliquée ultérieurement sur cette face puisse y adhérer particulièrement bien Des matières plastiques particulièrement appropriées sont des résines moulables à base de polyuréthane à plusieurs composants En position de repos, il subsiste entre la matrice 12 et le poinçon 13 une cavité dont la forme correspond sensiblement à celle de la future pièce moulée, par exemple la tasse représentée Fig 1 Dans cette cavité est introduite la masse céramique, par des canaux d'amenée non représentés au dessin De préférence, cette masse céramique est constituée à partir d'un granulat obtenu par pulvérisation ou atomisation, ayant une très faible humidité résiduelle Le remplissage de la forme de moulage pourra être facilité en faisant intervenir une surpression ou une dépression Pour améliorer encore le processus de remplissage de la forme de moulage, cette forme pourra être entraînée en rotation autour d'un axe vertical La force centri- fuge résultante assure alors un excellent remplissage de la région o doit se former l'anse 11, Une fois achevé le remplissage, la matrice 12 et le poinçon 13, c'est à dire les pièces en matière plastique constituant la forme de moulage, sont comprimés l'un contre l'autre par un piston 14 agissant dans le sens de la flèche-17 La partie centrale du piston 14 repose sur le poinçon 13 en matière plastique et sa périphérie repose sur une bague 15 qui termine la matrice 12 à sa partie supérieure Gràce à une conformation spéciale du piston 14, on peut obtenir de manière simple un décalage temporel entre l'application de la pression sur le poinçon 13 et sur la matrice 12, et aussi une différence entre les pressions s'exer- çant sur ces éléments On peut par exemple choisir l'intervalle -16 entre la bague 15 et le pourtour du piston 14 de telle manière que la pression s'exerce tout d'abord sur le poinçon 13 et seulement ensuite sur la matrice 12 La succession temporelle de la vise en compression et la valeur des pressions s'exerçant respectivement sur le poinçon et sur la matrice seront déterminées en fonction de la nature de la matière céramique mise en oeuvre et de la forme particulière de la pièce moulée à réaliser. Etant donné que dans cette détermination interviennent de nombreux paramètres qui ne peuvent qu'imparfaitement être maîtrisés par le calcul, il est préférable d'ajuster-empiriquement, dans chaque cas, les valeurs optimales. Le processus de moulage par pression repose sur cette constata- tion que la matière plastique de la forme de moulage est essentiel- lement incompressible et donc que, lorsqu'elle est soumise à une force de compression, elle agit de manière essentiellement uniforme sur toute la cavité remplie de masse céramique et assure ainsi une compression uniforme de cette masse Ceci permet de mouler d'un seul tenant un objet qui sera facile à manipuler ensuite. Une fois terminée l'opération de moulage sous pression, la forme est décomprimée par relèvement du piston 14 dans le sens opposé à la flèche 17 La décompression pourra être échelonnée dans le temps, selon une séquence programmée, de manière semblable à ce qui est prévu pour la compression Ceci pourra être obtenu au moyen d'une conformation particulière du piston 14 et de son mode d'action sur la matrice 12 et le poinçon 13, respectivement. Selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, la matrice 12 et le poinçon 13 sont réalisés pour la plus grande part en métal, de préférence en acier, et seules leurs régions marginales 12 ' et 13 ' au contact de la masse céramique sont en matière plastique Etant donné que dans ce cas la matière plastique doit n'être appliquée qu'en couche relativement mince, il est alors possible de mieux contrôler, le cas échéant, la dureté de cette couche Cette disposition peut également contribuer à accroître la longévité des éléments constituant la forme de moulage On obtient déjà de bons résultats de moulage avec des pressions de 200 à 500 bars en utilisant une résine de polyuréthane à plusieurs composants, ayant un allonge- ment pouvant atteindre 300 % à la rupture. Le procédé selon l'invention a permis pour la première fois, pour autant que le sache la demanderesse, de réaliser à partir de masses céramiques relativement sèches des objets moulés d'une seule pièce ayant une forme très creuse avec des anses ou des poignées venues de moulage Ces objets se sont ensuite remar- quablement bien comportés à la cuisson La faible teneur en humidité de la masse céramique initiale entraîne un moindre retrait, ce qui réduit considérablement le taux de rebuts. Le procédé permet de réaliser une économie sur les coûteuses opérations manuelles qui étaient nécessaires pour rapporter les anses ou les poignées, et permet d'obtenir des objets d'une forme très attrayante, d'un point de vue esthétique, grâce à la possibilité de réaliser des formes d'anses ou de poignées d'un aspect très fin. Il est bien entendu également possible de réaliser, conformé- ment à l'invention, des objets d'une forme plus simple, par exemple des godets ou des cruches sans anses, ou encore des tubes Dans de tels cas, il n'est plus indispensable que la matrice 12 soit divisible pour permettre d'extraire la pièce moulée. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé de fabrication de pièces pressées d'un seul tenant à partir de pâtes céramiques sèches, s'appliquant plus particulièrement à des pièces de vaisselle creuses présentant des anses ou des poignées, telles que des tasses, des cruches ou objets analogues, caractérisé par le fait de charger une masse céramique, constituée de préférence à partir d'un granulat obtenu par pulvérisation ou atomisation, entre une matrice divisible ( 12) et un poinçon ( 13) réalisés en matière plastique et ayant des contours extérieurs corres- pondant à ceux de la pièce pressée, puis de soumettre le poinçon et la matrice à une force de compression. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de la force de compression sur la matrice ( 12) et le poinçon ( 13) a lieu de manière décalée dans le temps et en ce que les pressions appliquées sur la matrice et le poinçon peuvent, le cas échéant, être différentes. 3 Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une forme de moulage constituée d'une matrice et d'un poinçon sur lesquels peut s'appliquer une force de compression. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matrice et le poinçon sont constitués d'une matière plastique, de préférence d'une résine de polyuréthane à plusieurs composants ayant une dureté Shore de 80 à 98 A et un allongement atteignant jusqu'à 300 % à la rupture. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matrice et le poinçon comportent un noyau en métal, de préférence en acier, et un revêtement plastique ( 12 ', 13 ') appliqué sur ce métal.