Brevet FR2554386A1 — publié le 19850510

-1 2554386 La présente invention est relative à un procédé de fabrication de tubes profilés en matière plastique présentant des propriétés de mémoire plastique à chaud, notamment en résine fluorée telle que le polytétrafluoréthylène (PTFE). Traditionnellement, on réalise de tels tubes profilés par moulage dans des moules de formes relativement complexes à demi-coquilles ou, par exemple pour des tubes profilés souples, en utilisant, pour la conformation, des mandrins à gorges usinés, avec rétreint du tube au fond de gorges du mandrin au moyen d'un câble ou autre dispositif de serrage. Les outillages nécessaires sont coûteux et les étapes du processus de formage sont relativement longues. La présente invention se propose de réaliser un procédé rapide à mettre en oeuvre, utilisant des outillages relativement peu coûteux et permettant de réaliser une large gamme de tubes profilés d'épaisseurs et/ou de diamètres très différents, et présentant une très bonne stabilité thermique. Le procédé, selon l'invention, se caractérise essentiellement par le fait que l'on chauffe à une température légèrement supérieure au point de ramollissement, un tube en matière plastique présentant des propriétés de mémoire plastique à chaud, mis en place dans un moule dont le profil interne reproduit sensiblement le profil externe final désiré pour le tube, que l'on applique au tube maintenu dans le moule une pression interne pour plaquer ledit tube contre la paroi interne du moule, de façon à lui faire prendre la forme de profil de celle-ci, que l'on refroidit le tube maintenu dans le moule en conservant ladite pression interne, que l'on retire le tube et que l'on chauffe celui-ci à une température inférieure au point de ramollissement, pour ramener le tube, par mémoire plastique, à sa forme profilée préalablement conférée dans le moule. La première phase de chauffage du tube maintenu dans le moule s'effectue de préférence dans une enceinte chauffée pendant un temps suffisant pour que le tube dépasse le point de ramollissement de la matière plastique. Dans la pratique, pour des tubes minces en PTFE dont le point de ramollissement est de 327 C et pour des gammes usuelles de tubes profilés d'épaisseurs comprises entre 0,1 et 6 mm et de diamètres compris entre 2 et 300 mm, le chauffage s'effectue dans une enceinte portée à une température légèrement supérieure au point de ramollisssement, notamment voisine d'environ 350 C. - 2 - 2554386 La phase de refroidissement pendant laquelle se poursuit le formage sous pression, est réalisée avantageusement pendant un temps compris entre environ 2 minutes et- environ 40 minutes, la température finale atteinte par le tube avant sa sortie du moule étant d'environ 20 C. La deuxième phase de chauffage destinée à la remise en forme de tube par mémoire plastique est très courte, et pour les dimensions de tubes mentionnées, le temps de chauffage est compris entre environ 5 secondes et environ 10 minutes dans une enceinte chauffée à une température inférieure d'environ 10 % à la température de ramollissement, notamment de 310 environ. ln Si on le désire, les tubes profilés obtenus peuvent être reconditionnés après coupe avec des extrémités cylindriques par chauffage localisé des extrémités au dessus du point de ramollissement. Les tubes obtenus présentent une stabilité dimensionnelle jusqu'à la température de ramollissement. A plus forte raison les tubes présentent une telle stabilité dans les plages usuelles d'utilisation des tubes obtenus, par exemple, pour le PTFE, de -30 C à + 260 C. La présente invention est également relative à un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit, ce dispositif présentant essentiellement un moule non démontable comportant un corps tubulaire allongé, dont la paroi interne présente un profil similaire à celui que l'on désire communiquer au tube et deux brides d'extrémité susceptibles d'être raccordées chacune à un obturateur d'extrémité, chacun des obturateurs comportant des moyens de retenue du tube à conformer mis en place dans le moule, et l'un au moins des obturateurs comportant des moyens de mise en pression de l'intérieur du tube maintenu dans le moule. Le corps tubulaire du moule peut avantageusement être une simple gaine métallique, notamment en acier inoxydable, comportant un profil ondulé formé par exemple d'ondes spiralées ou parallèles, le moule présentant ainsi une très faible masse thermique permettant des temps de chauffage et de refroidissement très courts. De préférence, chaque obturateur comporte un boitier extérieur muni de moyens de raccordement à la bride correspondante du moule, et présentant une cavité interne de préférence tronconique dans laquelle est susceptible de s'engager un embout de forme correspondante permettant de retenir l'extrémitié du tube entre l'embout et le boitier de l'obturateur, l'un au moins desdits embouts comportant un conduit susceptible d'être relié à une source de fluide sous pression. Pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus à l'aide du dispositif selon l'invention, on met en place dans un moule du type décrit, -3- - 3 - 2554386 un tube lisse légèrement plus long que le moule, on Immobilise le tube dans le moule en mettant en place les obturateurs d'extrémité, on place l'ensemble dans une enceinte de chauffage, pendant un temps suffisant pour que le tube dépasse le point de ramollissement de la matière plastique, on retire l'ensemble de l'enceinte de chauffage en maintenant l'un au moins desdits embouts alimenté en fluide sous pression, pendant le refroidissements puis on retire l'un des obturateurs et on extrait le tube du moule par traction longitudinale à l'aide de l'autre obturateur, puis après démontage de celui-ci, on place le tube dans une enceinte de chauffage pour lui faire retrouver par mémoire plastique sa forme profilée perdue par suite de l'allongement pendant la phase précédente d'extraction du moule. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple en aucune manière limitatif, un mode de mise en oeuvre particulier en se référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente un moule utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 représente un tube mis en place dans le moule, - la figure 3 illustre l'ensemble constitué par le moule, le tube introduit dans celui-ci et les obturateurs d'extrémité mis en place, - la figure 4 illustre la phase de chauffage de l'ensemble, - la figure 5 illustre la phase de formage sous pression, - la figure 6 illustre la phase d'extraction du tube conformé et, - la figure 7 illustre la phase de chauffage finale de remise en forme. La figure 1 illustre un moule utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention en vue de réaliser des tubes présentant un profil ondulé. Le moule comporte un corps allongé tubulaire 1, par exemple en acier inoxydable muni à ses extrémités de brides 2. La longueur, le diamètre ainsi que la forme du profilage du moule sont adaptés aux caractéristiques du tube profilé que l'on cherche à obtenir. A titre d'exemple, on a ainsi réalisé un moule en acier inoxydable, formé d'un tube convoluté présentant une longueur de 1 m, un diamètre de passage intérieur de 12,3 mm avec des ondes hélicoïdales de diamètre extérieur de 17,8 mm et un pas de 3,5 mm. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, on met en place dans un tel moule un tube 3, dans l'exemple considéré, une gaine tubulaire extrudée de PTFE, d'un diamètre intérieur de 10,5 mm et d'un diamètre extérieur de 12 mm, le tube dépassant longitudinalement par ses extrémités 4 du moule. -4- On immobilise ensuite, comme on le voit sur la figure 3, le tube 3 dans le moule en mettant en place des obturateurs d'extrémité 5 et 6, chacun des obturateurs comportant un beitier 7 et respectivement 8, susceptible d'gtre fixé par des moyens de verrouillage 9 à la bride 2 correspondante, et un embout 10, et respectivement l1, comportant une portée tronconique 12 s'engageant dans une cavité de forme correspondante 13 du boitier, de façon à immobiliser les extrémités 4 du tube. Comme on le voit sur la figure 3, l'un au moins des embouts, dans cet exemple l'embout 10, comporte un conduit interne 14 permettant le raccordement à un tuyau 15 (figure 4) de liaison à une source de fluide sous pression (non représentée). Comme on le voit sur cette figure 4, l'ensemble ainsi constitué du moule fermé par les obturateurs d'extrémité et contenant le tube, est mis en place dans une enceinte de chauffage 16. Dans l'exemple considéré, celle-ci est chauffée à une température de 340 C et l'ensemble défini ci-dessus est maintenu dans cette enceinte pendant un temps de 40 minutes environ. On retire ensuite l'ensemble de l'enceinte de chauffage 16 et on le laisse refroidir pendant un temps de 30 minutes tout en introduisant par le tuyau 15 un fluide sous pression, par exemple de l'azote à une pression de 16 bars, le fluide pénétrant comme schématisé dans la figure 5 à l'intérieur du tube et plaquant celui-ci contre la paroi interne du moule 1. Après décompression, on détache les obturateurs 5 et 6 des brides correspondantes du moule, on retire l'embout 11 de façon à libérer l'extrémité de droite du tube et on extrait celui-ci du moule, comme illustré sur la figure 6, en exerçant une traction sur l'obturateur 5 dans le sens de la flèche. On se rend compte que cet effort de traction longitudinal provoque un allongement du tube et la disparition plus ou moins complète de ses ondulations. Après avoir démonté l'obturateur 5, on fait passer le tube dans une enceinte de chauffage 17, pendant un temps de 3 minutes amenant le tube à une température de 300 C, le tube reprenant par ce chauffage sa forme profilée ondulée communiquée dans l'étape de formage à chaud sous pression (figure 5) grâce aux propriétés de mémoire plastique du PTFE. On refroidit ensuite le tube à la température ambiante. Le tube obtenu présente un diamètre intérieur de 10,5 mm avec des ondes d'un diamètre de 14,8 mm. L'épaisseur du tube varie de 0,5 à 0,65 mm et le pas des ondes est de 4 mm. - 5 - Des essais de refroidissement et de chauffage du tube terminé à des températures comprises entre -30 C et + 260 C, en ramenant après chaque essai le tube à la température ambiante, ont révélé une parfaite stabilité thermique du tube obtenu, celui-ci conservant intégralement sa forme convolutée. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. En particulier, il est clair que l'invention n'est nullement limitée au PTFE mais peut être mise en oeuvre avec des tubes en d'autres matières plastiques, présentant des propriétés de mémoire plastique. - 6 - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de tubes profilés, caractérisé par le fait que l'on chauffe à une température légèrement supérieure au point de ramollissement un tube en matière plastique présentant des propriétés de mémoire plastique à chaud, mis en place dans un moule (1,2) dont le profil interne reproduit sensiblement le profil externe final désiré pour le tube, que l'on applique au tube maintenu dans le moule une pression interne pour plaquer ledit tube contre la paroi interne du moule, de façon à lui faire prendre la forme de profil de celle-ci, que l'on refroidit le tube maintenu dans le moule en conservant ladite pression interne, que l'on retire le tube et que l'on chauffe celui-ci à une température inférieure au point de ramollissement pour ramener le tube par mémoire plastique à sa forme profilée, préalablement conférée dans le moule. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moule non démontable présentant un corps tubulaire (1) dont la paroi interne présente un profil similaire à celui que l'on désire communiquer au tube, et deux brides d'extrémités (2) susceptibles d'être raccordées chacune à un obturateur d'extrémité (5, 6), chacun des obturateurs comportant des moyens de retenue du tube à conformer mis en place dans le moule, l'un au moins des obturateurs comportant des moyens (14) de mise en pression de l'intérieur du tube maintenu dans le moule. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le corps tubulaire du moule est une gaine métallique, notamment en acier inoxydable. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le corps tubulaire présente un profil onduleux formé par exemple d'ondes spiralées ou parallèles. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que chaque obturateur (5,6) comporte un boitier extérieur (7,8) muni de moyens de raccordement (9) à la bride (2) correspondante du moule et présentant une cavité intérieure (13) de préférence tronconique, dans laquelle est susceptible de s'engager un embout (10,11) de forme correspondante, permettant de retenir l'extrémité du tube (4) entre l'embout et le boitier de l'obturateur, l'un au moins desdits embouts (10) comportant un conduit (14) susceptible d'être relié à une source de fluide sous pression. 6. Tube profilé en matière plastique présentant des propriétés de mémoire plastique à chaud, caractérisé par le fait qu'il est obtenu par mise -7en oeuvre du procéde selon la revendication 1, et qu'il présente une stabilité dimensionnelle jusqu'à la température de ramollissement. 7. Tube selon la revendication 6, caractérisé par le faix qu'il est réalisé en polytétrafluoréthylèlne. AL/JD/AO/68123