Brevet FR2555935A1 — publié le 19850607

Procédé de fabrication de produits en matière thermo- plastique de forme creuse et produits ainsi obtenus. L'invention concerne un procédé de fabrication de produits en matière thermoplastique de forme creu- se, notamment des réservoirs de carburant pour véhicu- les automobiles; elle concerne également le produit obtenu en mettant en oeuvre ledit procédé. Il existe de nombreux procédés de fabrication de produits en matière thermoplastique de forme creu- se et l'un d'entre eux consiste à introduire dans un moule de la matière thermoplastique sous forme d'une poudre, à chauffer ce moule et à le déplacer dans différentes directions de manière que la poudre se li- quéfie et se distribue sur toute la paroi interne du moule. Le moule est ensuite refroidi de façon à dur- cir la matière thermoplastique puis le produit est extrait du moule en ouvrant les deux demi-coquilles constituant le moule. Un tel procédé est par exemple décrit dans le brevet français No. 1.403.000. Un inconvénient du procédé, décrit succincte- ment ci-dessus, réside dans le fait que les grains de poudre de la matière thermoplastique sont générale- ment chargés d'électricité statique quand la poudre est introduite dans le moule. Les grains ayant des charges électriques opposées s'attirent mutuellement et forment de petits grumeaux ou agglomérés qui fondent de manière irrégulière en provoquant fréquem- ment des défauts et des irrégularités dans les parois du produit obtenu. Un autre inconvénient de ce procédé réside dans le fait que la température des parois du moule, et donc de la matière plastique,n'est pas connue et ne peut donc pas être contrôlée à chaque instant de sorte qu'il en résulte des irrégularités de structure dans les parois du produit fini lorsque, comme cela arrive souvent, le moule ne se trouve pas tout entier à une température constante. Le but de la présente invention est donc de mettre en oeuvre un procédé de fabrication de pro- duits en matière thermoplastique de forme creuse du type décrit ci-dessus mais qui ne présente pas les inconvénients précités. L'objet de la présente invention est donc un procédé de fabrication de produits en matière thermo- plastique, notamment des réservoirs de carburant pour véhicules automobiles, qui comprend les opérations suivantes: - la réalisation d'un moule creux ayant la forme du produit fini à obtenir, - le montage du moule sur un appareil qui per- met de le déplacer dans différentes directions de l'espace, l'introduction dans le moule, sous forme de poudre ou granulés, d'une quantité de matière thermo- plastique nécessaire pour réaliser le produit fini, - le chauffage du moule pendant un temps dé- terminé et son déplacement:dans différentes direc- tions de façon que la matière thermoplastique se li- quéfie et se distribue sur les parois du moule, --le refroidissement du moule, - le démoulage du produit fini, ledit procédé étant caractérisé par le fait qu'il com- prend, en outre, avant l'introduction de la matière thermoplastique, une opération au cours de laquelle la poudre ou granulés peut être déchargée électrique- ment de manière que chaque grain ait une charge élec- trostatique la plus faible possible, de préférence nulle. Une autre caractéristique du procédé réside dans le fait qu'un ou plusieurs champs électriques peuvent être créés autour du moule pendant la phase de chauffage pour obtenir les épaisseurs requises en chaque partie du produit. Une autre caractéristique de la présente in- vention réside dans le fait que, avant son introduc- tion dans le four, les grains de poudre peuvent être chargés électriquement de manière à présenter une po- larité en relation avec celle des champs électriques. Une autre caractéristique du procédé réside dans le fait que des mesures des températures des parois du moule sont effectuées de manière à pouvoir éventuellement agir sur les températures à l'inté- rieur du four et/ou des parois du moule, ainsi que sur les déplacements dudit moule. Le procédé est également caractérisé par le fait qu'un gaz sous une pression suffisante peut être introduit dans le moule au cours de l'opération de chauffage et y être maintenu jusqu'à la fin de l'opé- ration de refroidissement. L'équipement employé pour la fabrication d'articles ou produits de forme creuse, notamment des réservoirs de carburant pour véhicules automobiles, en mettant en oeuvre le procédé selon la présente in- vention, comprend principalement un ou plusieurs moules, un dispositif de support qui permet de dépla- cer le ou les moules dans différentes directions de l'espace, un dispositif de chargement de la matière thermoplastique dont sera constitué le produit à obtenir, une enceinte chauffante ou four qui permet de recevoir le ou les moules et fournir la chaleur suffisante pour liquéfier la matière thermoplastique utilisée pour réaliser le produit à obtenir, un dis- positif de refroidissement et de démoulage des moules et un dispositif de déplacement du support du ou des moules pour le déplacer du dispositif de chargement au four, puis du four au dispositif de refroidisse- ment et de démoulage et enfin de ce dernier disposi- tif au dispositif de chargement de la matière thermo- plastique. Selon la présente invention, la matière ther- moplastique, qui est-habituellement sous la forme d'une poudre ou de granulés, est, avant son introduc- tion dans le moule, traitée de manière que chaque grain ait une charge électrostatique la plus faible possible, de préférence nulle. Ce traitement peut être effectué à tout moment avant l'introduction de la poudre ou des granulés dans le moule, ou, au plus tard, au moment de ladite introduction; il peut être également effectué dans le dispositif de chargement lui-même ou séparément. Pour effectuer ce traitement, on peut utili- ser tous moyens connus mettant en oeuvre par exemple des jets d'air et/ou des actions ionisantes. On peut ainsi utiliser un appareil constitué, par exemple, par une ou plusieurs barres ionisantes et/ou bien par des pistolets ou buses ionisantes à air comprimé ou des dispositifs soufflants d'ionisation ou encore des liquides anti-électrostatiques. On comprend que, après ce traitement, les grains de poudre de matière thermoplastique ne s'attirent plus entre eux pour former des grumeaux ou des agglomérés car les grains sont électriquement neu- tres et ne s'attirent plus entre eux. Après ce traitement, la poudre est introduite dans le ou les moules à l'aide du dispositif dechar- gement selon une quantité qui est déterminée en fonc- tion des caractéristiques du produit à obtenir. Le dispositif de support du ou des moules est alors déplacé pour l'amener dans une enceinte chauffante ou four dans lequel règne une température qui est déterminée en fonction principalement de la température de liquéfaction de la matière thermoplas- tique. C'est dans ce four qu'a lieu le déplacement du ou des moules dans toutes les directions de l'espace de manière à déposer la poudre de matière thermoplas- tique sur les parois internes du moule qui le con- tient par gravité et par roulement. Ce déplacement du ou des moules peut s'effectuer suivant différents mouvements, par exemple deux mouvements en rotation autour de deux axes perpendiculaires. Au contact des parois chaudes du moule, les grains de matière thermo- plastique se liquéfient et se déposent sur les parois de manière à constituer l'enveloppe du produit fini. On notera que les matières qui sont habituel- lement utilisées sont par exemple le polyéthylène, le polypropylène, le polycarbonate et le polyuréthanne. Selon une caractéristique de la présente in- vention, il est prévu de créer dans le four et autour du moule des champs électriques de manière à faciliter la répartition des grains de poudre sur les parois du moule en des épaisseurs appropriées en chaque endroitde celui-ci. Ces champs électriques peuvent être différents selon les directions de l'espace pour tenir compte de la forme du produit à obtenir, des mouvements du moule et de la gravité. Ces champs électriques peuvent être obtenus à l'aide de tous moyens connus, par exemple des élec- trodes reliées à des générateurs électriques de ten- sions réglables et disposées dans tout ou partie des parois du four. On parvient ainsi à obtenir une meilleure répartition de la poudre sur les parois du moule et par exemple une épaisseur constante et uniforme de l'enveloppe du produit à obtenir. On parvient égale- ment à obtenir, à la demande, des épaisseurs diffé- rentes à des endroits déterminés de l'enveloppe en réglant la valeur des champs électriques mais égale- ment en y associant des lois de mouvement des moules appropriées. Au lieu de traiter les grains de matière thermoplastique afin d'obtenir des grains ayant des charges électrostatiques pratiquement nulles, come cela a été décrit ci-dessus, il est également avantageux, dans le cas oi l'on a besoin de fabriquer des produits ayant des formes complexes, de traiter les grains de matière thermoplastique de manière à charger ceux-ci selon une certaine polarité en fonction de celle des électrodes qui sont utilisées pour créer les champs électriques dans le four et autour du moule. Toujours selon une caractéristique de la pré- sente invention, il est prévu de mesurer les tempéra- tures du four, du moule et de la matière thermoplasti- que à différents endroits et d'utiliser ces mesures pour modifier éventuellement la température du four et, par voie de conséquence, du moule et de lamatière thermoplastique. Ces mesures peuvent être effectuées à l'aide de capteurs répartis dans le four et sur le moule et reliés à des dispositifs de lecture. Dans le cas de capteurs disposés sur le moule, cette liaison sera réalisée à l'aide de contacts frotteurs disposés sur les deux axes de rotation du moule. Au lieu de faire varier la température du mou- le en modifiant la température du four, on peut direc- tement modifier la température du moule en disposant, par exemple, des résistances chauffantes sur certaines parois du moule et en faisant varier le courant les traversant. Selon une autre caractéristique de la présente invention, il est prévu d'introduire dans le moule, à la fin de l'opération de chauffage et de liquéfac- tion de la matière thermoplastique, un gaz inerte par rapport aux opérations chimiques en cours, par exemple de l'azote. On peut également utiliser un gaz qui réa- git avec la matière thermoplastique en cours de liqué- faction de façon, par exemple, à empêcher la formation de bulles de gaz dans l'enveloppe du produit à obtenir. Ce gaz aura une pression suffisante pour maintenir contre les parois du moule l'enveloppe du produit à obtenir. Cette pression sera maintenue dans le moule jusqu'à la fin de l'opération de refroidissement. Cette opération de refroidissement commence dès que le dispositif de support du ou des moules est sorti du four et le démoulage n'intervient que lorsque l'enveloppe de matière thermoplastique a suffisamment durci. Le gaz peut alors être évacué et certaines parties du moule peuvent être retirées pour permettre l'enlèvement du produit fabriqué de leur dispositif de support. Les moules sont alors prêts pour un nouveau cycle opératoire. Le procédé selon la présente invention a été décrit dans son application à la fabrication d'un pro- duit mono-couche; il est clair, cependant, que ce procédé peut être appliqué à la fabrication d'un pro- duit comportant plusieurs couches de matière thermo- plastique chargée ou non. En outre, ce procédé permet de fabriquer des produits comportant des inserts qui seront préalablement places à l'intérieur du mou- le. Il permet également de fabriquer des produits com- posites avec l'apport d'une structure résistante noyée dans la matière thermoplastique. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de produits en ma- tière thermoplastique de forme creuse, notamment des réservoirs de carburant pour véhicules automobiles, comprenant les opérations suivantes: - la réalisation d'un moule creux ayant la forme du produit fini à obtenir, - le montage dudit moule sur un appareil qui permet de le déplacer dans différentes directions de l'espace, - l'introduction dans le moule, sous forme de poudre ou de granulés, d'une quantité de matière thermoplastique nécessaire pour réaliser le produit fini, - le chauffage du moule pendant un temps déterminé et son déplacement dans différentes direc- tions de façon que la matière thermoplastique se li- quéfie et se distribue sur les parois du moule, - le refroidissement du moule, - le démoulage du produit fini, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, avant l'introduction de la matière thermo- plastique, une opération au cours de laquelle les grains de matière thermoplastique sont traités de ma- nière que chaque grain de matière plastique ait une charge électrostatique appropriée. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les grains de matière thermoplas- tique ont une charge électrostatique aussi faible que possible, de préférence nulle. 3. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les grains de matière thermoplas- tique ont une charge électrostatique de même polarité. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, la création d'un ou plusieurs champs électriques pendant la phase de chauffage pour obtenir les épaisseurs ap- propriées en chaque partie du produit, la polarité desdits champs étant en relation avec celle des grains de la matière thermoplastique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, une opération de mesure des tempé- ratures des parois du moule de manière à pouvoir agir sur les températures à l'intérieur du four et/ou des parois du moule, sur les déplacements dudit moule, ainsi que sur les valeurs des champs électriques. 6. Procédé selon la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comprend, en ou- tre, une opération d'introduction et demaintien d'un gaz à l'intérieur du moule pendant tout ou partie des opérations de chauffage et de refroidissement. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé par le fait que le déplacement du moule dans différentes directions s'ef- fectue par l'intermédiaire de deux mouvements de rota- tion associés autour de deux axes perpendiculaires de manière à faire circuler la poudre dans toutes les parties du moule et à la répartir de manière appro- priée sur les parois dudit moule. 8. Produit obtenu en mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.