Brevet FR2564773A1 — publié le 19851129

MOULES MONOBLOCS POUR LE MOULAGE PAR INJECTION DES MATIERES PLASTIQUES La présente invention est relative à un ensemble de moulage à carcasse monobloc en ailiage léger, pour ie moulage par injection de pièces techniques en matière plastique. Dans l'art antérieur, un ensemble de mouiage par injection des matières plastiques comprend un grand nombre d'organes assemblés, généralement en acier. Cette solution est d'une part onéreuse en raison du nombre élevé de pièces à usiner et à ajuster et d'autre part. lourde, ce qui rend le stockage. la manipulation ou l'utilisation des moules peu aisés. De plus, cette construction présente une certaine flexibilité, défavorable à la précision géométrique des pièces produites ou à la longévité des moules. Or, pour ies pièces techniques moulées, la précision doit être de l'ordre de quelques 1/100 mm pour les pièces de petite taille, L'ensemble de moulage suivant l'inv'éntion résoud ces difficultés; il est essentiellement constitué de deux parties monobloc donc très rigides, en alliage léger,dans lesquelles sont usinés, coté du plan du joint, les logements destinés à chacune des parties du moule proprement dit (généralement en acier à outil u. Cr). Les alliages utilisés pour ces 2 parties sont en particulier des alliages d'Al traité thermiquement, de préférence les alliages type 7075 ou 7010 traités T 651 selon la nomenclature de l'Aluminium Association et couramment désignés par FORTAL HR (marque déposée par CEGEDUR, Société de Transformation de l'Aluminium Péchiney). Dans l'un d'eux est de plus usiné à la partie opposée du plan du joint un logement en creux pour ia "batterie" c'est-à-dire l'ensemble de commande des éjecteurs. Dans l'autre partie est prévu le canai d'injection de la matière plastique à l'état pâteux, dans le moule. ainsi que son raccord sur ie plateau de presse à injecter correspondant. Le logement de la batterie, ouvert pour les moules de l'art antérieur. est fermé de préférence par une plaque, insérée dans le bloc ou superposée à celui-ci. ce qui isole le mécanisme de la batterie de l'environnement extérieur empêchant ainsi l'introduction de poussières ou accidentellement de corps étrangers dans cet espace. D'autre part, lorsque cette plaque est en matériau ferromagnétique. tel que l'acier, elle constitue une armature de fixation sur les plateaux magnétiques des machines-outils utilisées pour l'usinage. De même, la partie opposée au plan de joint de l'autre bloc du moule comporte une plaque ferromagnétique, par exemple en acier, insérée ou superposée au bloc, en vue de sa fixation magnétique sur le plateau des machines-outils utilisées pour l'usinage. Les cavités -creusées dans les blocs d'alliages légers pour recevoir soit la batterie, soit les moules eux-mêmes, sont de préférence à angles arrondis, avec des rayons aussi grands que possible, afin d'éviter des concentrationss de contraintes néfastes à la tenue en fatigue mécanique ou thermique de l'ensemble de moulage. Y La zone du plan de joint est de préférence renforcée par deux plaques d'acier,' chacune fixée à l'un des blocs, ce qui évite la détérioration prématurée de cette zone fortement sollicitée. Afin d'obtenir. une bonne précision géométrique des pièces moulées, indépendamment des dilatations de l'ensemble de moulage, les moules proprement dits sont centrés l'un par rapport à l'autre à l'aide des surfaces latérales non parallèles de prismes trapézoidaux,conjugués et orthogonaux, dont les génératrices sont parallèles au plan de joint, qui s'emboîtent l'une sur l'autre de part et d'autre du plan de joint. Dans le cas o l'ensemble de moulage est fixé sur les plateaux de la presse par vis, il est prévu d'encastrer une rondelle en acier dans le bloc sous la tête de celles-ci. Pour ies mouies de grandes dimensions ou très fortement soilicités. ii est préférable que, dans le logement de la batterie. subsistent une ou plusieurs coionnes. solidaires du bloc en alliage léger et servant de renforts locaux. Ces coionnes-supports ont généralement une section circuiaire, mais toute autre forme (oblongue, rectangulaire, etc...) est possible. Les outillages modernes tels ue les machines-outils à commande numérique en permettent une réalisation aisée. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes La figure 1 représente en coupe et en perspective un ensemble de moulage conforme à l'art antérieur. La figure 2 représente en coupe et en perspective un ensemble de moulage conforme à la présente invention. La figure 3 représente en perspective une vue de dessous d'un des éléments du moule supérieur. La figure 4 représente une vue en coupe axiaie d'une version particulière de réalisation du logement de la batterie. Pour des raisons de clarté et de facilité d'exposé, les ensembles de moulage seront décrits en position verticale, étant bien entendu que ceuxci peuvent être utilisés en toute position; il est aussi évident que les parties supérieure et inférieure peuvent être interchangées. Selon l'art antérieur, un ensemble de moulage (fig.1) comporte généralement les éléments suivants en acier une plaque de base (1) sur laquelle s'appuient des entretoises (2) et la piaque.support inférieure (3), ce qui ménage un espace ouvert (4) dans lequel se piace la batterie: ceile-ci peut être constituée des éjecteurs 17). Sur a p;i.que-slpport (3) se trouve le mroule.nfé.rieur (8) en deux parties dans te cas considéré, lequel est maintenu en place par la cont. re-p.aque (9) à l'aide des épaulemrents i17) dees mus qui s engagent dans les rainures correspondantes (18) ces contre-piaques; la partie supérieure de celle-ci représente le plan de joint Sur la piaque supérieure (11) s'adaptent un canai d'injection de la matière plastique (12) ainsi que le moule supérieur (8'), également en 2 parties, lequel est fixé de façon analogue à celle du moule inférieur, à la plaque supérieure par la contre-plaque (13) dont la partie inférieure (non visibie) constitue le plan de joint I10). Des goujons de centrage (14) solidaires de l'ensemble inférieur, s'engagent sur les fourreaux (15) correspondants, solidaires de l'ensemble supérieur. La plaque supérieure (11) porte également l'anneau de raccord (16) avec la buse d'injection située sur le plateau de presse. Bien sUr, ces différents éléments sont fixés les uns aux autres Par des moyens mécaniques classiques (vis, boulons, etc...). L'ensemble inférieur (A) est fixé à l'un des plateaux de la presse à injecter et l'ensemble supérieur (B) à l'autre plateau de presse (non représentés). L'ensemble suivant l'invention (fig. 2 et 3) comporte essentiellement deux blocs inférieur (20) et supérieur (21) en alliage léger, à base d'Al, par exemple en 7075 état T 651. Le bloc inférieur présente d'une part à la partie inférieure un logemnent usina (22) à anges arrondis (23) fermé par une plaque d'acier (24> lequel contient les éjecteurs (25) commandés par une plaque de manoeuvre (26) mobile verticaiement sur les colonnes de guidage (27) et d'autre part. à sa partie supérieure un deuxième logement (28) à angles arrondis, dans lequel s'encastrent le moule inférieur proprement dit (29), en deux parties dans le cas considéré. Le bloc supérieur (21) présente de façon analogue un logement (28') o s'encastrent le moule supérieur (29') également en deux parties. Les moules sont fixés dans leurs logements respectifs au moyen de vis (non représentées). Le bloc supérieur comporte de plus le canal d'injection de la matière plastique (30) ainsi que l'anneau' (31) d'adaptation au canai d'injection de la presse. La partie supérieure comporte une plaque rapportée en acier Sur le plan de joint (10) sont également rapportées deux plaques d'acier (33, 34) fixées par vis (35). par exemple de la t6le bleuie, de la tôle à calibre ou en acier traité pour 1800 MPa ou plus. Les blocs (20, 21) comportent également des dégagements latéraux (36) qui permettent la fixation de ceux-ci aux plateaux de la presse (non représentés) par l'intermédiaire de vis (non représentées). Afin d'éviter le matage local des blocs, une rondelle d'acier (37) est encastrée dans le bloc sous la tête de chaque vis de fixation. Les moules inférieur (29) et supérieur (29') présentent des portées prismatiques de section trapézoïdale qui permettent de les centrer l'un par rapport à l'autre; ainsi, la surface (38, fig. 2) vient en contact avec la surface (39, fig. 3) ou la surface (40, fig. 2) avec la surface (41, fig. 3) ce qui définit parfaitement les positions relatives des 2 moules dans 2 directions perpendiculaires. Bien sur, le bloc inférieur porte plusieurs goujons de centrage, tels que (42), qui s'engagent dans les fourreaux correspondants du bloc supérieur tel que (43). Sur la figure 4. on retrouve les éléments déjà décrits antérieurement. Cependant, le logement de batterie (22) est traversé par deux colonnessupports (44), de section circulaire, faisant partie intégrante du bloc inférieur (20) et qui reportent les efforts subis par le moule sur la plaque de fermeture (24). laquelle est percée d'une ouverture (45) permettant la manoeuvre de l'ensemble d'éjection. Outre les avantages économique, de légèreté de l'ensemble du moulage et de précision des pièces produites énoncées au début du texte, le dispositif suivant invention présente de plus l'avantage d'une grande conductibilité thermique des biocs, ce qui favorise le chauffage ou le refroidissement rapide des moules et des pièces. si besoin est. 25647?3 R VENDI CATION S 1. Ensemble de moulage par injection de matières plastiques. caractérisé en ce qu'il comporte deux blocs (20, 21) en alliage d'aluminium traité. situés de part et d'autre du plan de' joint (10), le bloc inférieur (20) comportant une cavité fermée (22) contenant la batterie (25, 26, 27) et une cavité ouverte (28) recevant le moule inférieur (29), le bloc supérieur (21) comportant une cavité ouverte (28') recevant le moule supérieur {29') et le dispositif d'alimentation en matière plastique (30, 31), 2. Ensemble de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les blocs (20,21) sont en un alliage d'Al traité thermiquement. en particulier en alliage 7075 ou 7010 à l'état T 651. 3. Ensemble de moulage selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les angles des cavités (22. 28, 28') sont arrondis. 4. Ensemble de moulage selon la revendication 3, caractérisé en. ce que la cavité (22). est fermée par une plaque, de préférence en matériau ferromagnétique, en particulier en acier (24). 5. Ensemble de moulage selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le bloc supérieur (21) est muni d'une plaque' ferromagnétique (32), en particulier en acier, à sa partie supérieure. 6. Ensemble de moulage, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les blocs (20. 21) sont munis de plaques d'acier (33, 34) en vis à vis au voisinage immédiat du plan de joint (10). 7. Ensemble de moulage selon l'une des revendications 1 à 7. caractérisé en ce que les moules (29, 29') sont centrés l'un par rapport à 'Vautre par des surfaces ]atérales non parallèles (38, 39, 40, 41) de prismes à section trapézoTdale. situées de pert et d'autre du plan de joint (10) et dont les génératrices sont orthogonales et parallèles au plan de joint l".^ X. Ensemble de mouiage selon l'une des revendications 1 à 7. caractérisé en ce que le logement de la batterie (22) est traversé par une ou plusieurs colonnes- supports (44) faisant partie intégrante du bloc (20). 9. Ensemble de moulage selon l'une des revendications 1 à 8, dont les blocs (20, 21) sont fixés sur les plateaux de presse à l'aide de vis, caractérisé en ce qu'une rondelle d'acier (37) est encastrée dans les blocs sous la tête de celles-ci. IO