Brevet FR2567797A1 — publié le 19860124

Procédé de fabrication de pièces de forme complexe et de grande taille. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces de forme complexe et de grande taille en mettant en oeuvre uniquement des opérations de moulage. Les pièces minces de grande taille utilisées dans de nombreux domaines, et notamment dans celui de 1 automobile, par exemple pour constituer des panneaux latéraux ou des pavillons, ont souvent une forme localement complexe qui rend leur réalisation par moulage impossible dans des moules simples. Une solution pour fabriquer de telles pièces en matière plastique consiste à utiliser des moules comprenant des éléments mobiles par rapport au corps principal du moule ou "tiroirs". Cette solution augmente de façon énorme le prix du moule, le complique et le rend moins robuste et moins fiable. On lui préfère souvent une autre solution, con sistant à fabriquer par moulage uniquement la majeure partie de la pièce, puis à rapporter par collage, un ou des compléments dont la présence aurait rendu impossible le démoulage par ouverture simple du moule. Mais cette solution est coûteuse et exige une main-d'oeuvre importante et qualifiée. L'invention vise à fournir un procédé de fabrication de pièces de forme complexe par moulage répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet des économies substentielles de fabrication. Dans ce but l'invention propose notamment un procédé suivant lequel on fabrique la majeure partie de la pièce par moulage de résine chargée dans un moule simple, à ouverture dans une seule direction, et on rapporte sur un bord de cette majeure partie un complément, de dimension faible au moins dans une direction, par surmoulage à l'aide d'une feuille de préimprégné de résine à grande viscosité dans une pince de surmoulage. La pince pouvant être de volume et de poids modéré, le moulage peut être effectué par déplacement de la pince par rapport à la majeure partie de la pièce, extraite du moule principal et transportée sur un berceau. La feuille de préimprégné. préalablement découpée à un format correspondant au volume du complément à réaliser, est amenée sur le bord de la pièce, la pince est fermée, puis réouverte après polymérisation. L'utilisation d'un préimprégné fait que l'opération de finition peut se limiter généralement à un ébarbage sur quelques dixièmes de millimètres. On utilisera généralement, comme préimprégné, une feuille de un à quelques millimètres d'épaisseur, contenant une résine, par exemple polyester, et une quantité importante de charge, telle que des poudres minérales (CO3Ca notamment) et des fibres de verre courtes. Le pourcentage important de charge et la nécessité de reduire le temps de durcissement conduiront généralement à adopter une température de polymérisation dépassant 1009. La pression peut être modérée, par exemple de 12 à 30 bars. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de mise en oeuvre, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent. dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d une pièce mince fabriquée par mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, - les figures 2, 3 et 4 sont des schémas montrant des étapes successives de mise en oeuvre du procédé pour réaliser une pièce du genre montré en figure 1. La pièce dont une vue en coupe partielle est montrée en figure 1 présente une forme que l'on peut rencontrer par exemple en automobile, lorsqu'on veut réaliser un panneau latéral de carrosserie en matériau imprégné de résine contenant des charges.Une telle pièce comporte une partie principale 10 qui peut être réalisée sans difficulté dans un moule simple, compor- tant uniquement un corps et un couvercle s'ouvrant dans le sens indiqué par la flèche fo. Au contraire la réalisation de la pièce complète exigerait un moule dont le couvercle comporte des tiroirs mobiles. Conformément à l'invention, la pièce est réalisée en moulant tout d'abord la partie principale 10, puis en rapportant le complément 12 par surmoulage dans une pince qui Vient uniquement enfermer le bord de la partie 10, le sens d'ouverture de la pince s'effectuant dans la direction indiquée par la flèche fi. La partie principale 10 pourra être réalisée notamment en mettant en oeuvre le procédé décrit dans le brevet FR 74 23519 : on dispose dans le corps d'un moule, un matelas de fibres telles que des fibres de verre. On ferme le moule. Et on injecte une résine chargée qu - on polymérise à température modérée, 45-C par exemple. On obtient ainsi un panneau, qui aura typiquement une épaisseur comprise entre 2 et 3 mm, pouvant avoir plusieurs mètres de long, qui peut être soulevé hors du moule par ventouses et déposé à proximité sur un berceau de réception. La partie de fibres qui déborde de la résine polymérisée est enlevée ensuite par une opération d'ébarbage qui est toujours nécessaire. La figure 2 montre la partie principale 10 déjà réalisée et portée sur un berceau de réception 14. L'ensemble des opérations de report du complément 12 peut s'effectuer sans manipulation supplémentaire de la pie- ce, ce qui constitue un avantage décisif lorsque la pièce est de grande dimension, ce qui sera le cas le plus fréquent. La première opération à réaliser consiste å tronçonner le surplus de matière provenant de l'opé- ration de moulage primitive. afin de permettre le surmoulage, Cette opération peut étre effectuée en amenant une table de tronçonnage 16 au contact de la partie latérale de la partie principale 12. à l'aide d'un vérin de levage 18. La partie 10 est plaquée contre la table 16 à l'aide d'une barre 20. actionnée par un vérin non représenté, mobile dans la direction indiquée par la flèche f2 et en sens inverse. Le tronçonnage peut alors être réalisé de façon classique à l'aide d'un plateau abrasif 22. Une fois cette opération effectuée, la barre 20 est reculée et la table 16 est descendue. Le bord de la partie 10 qui doit recevoir le surmoulage subit un traitement sommaire, constitué par un simple passage à l'abrasif et un revêtement d'un primaire d'accrochage, tel que celui vendu par la société GOODYEAR sous la référence 6036. Au berceau 14 est associé un ensemble de moulage basculant 26. Un vérin degagee du berceau, et la position montrée en figure s où les mors d'une pince de moulage portée par l'ensemble encadrent le bord de la partie 10. Les deux mors 32 et 34 de la pièce de moulage sont portés par des coulisseaux respectifs. déplaçables sur une glissière appartenant au bati de l'ensemble 26. Deux vérins 36 et 38 permettent d'écarter les mors l'un de l'autre, comme indiqué par les flèches f3 et f4, ou de les rapprocher par déplacement en sens inverse. Les mors sont munis de moyens de chauffage permettant de les porter à une température qui sera généralement comprise entre 100 et 120 et les vérins sont prévus pour appliquer une pression d'au moins 12 bars, qui sera généralement au moins égale à 20 bars. De tels mors permettent de polymériser du matériau préimprégné en feuille, constitué de résine à grande viscosité, de fibres de verre courtes (30 à 40 mm) et de charges telles que des poudres minérales, éventuellement des éléments d'expansion, de la cire pour faciliter le démoulage et des plastifiants, indépendamment d'un catalyseur et d'un accélérateur. Un tel matériau, ou la proportion de charges et de fibres est très élevée, présente une cohésion permettant de le manipuler aisément et de le découper en préformes dont on peut draper les mors de telle façon que la matière mise en place ait un volume à peine supérieur à celui qui est à remplir. La figure 3 montre deux tronçons 40 de préimprégné superposes dans l'un des mors 34 pour permettre d'arriver à l'épaisseur nécessaire.Du fait de la forte viscosité de la résine et de l'importance des charges, les tronçons peuvent être pliés à la main pour les ajuster à la forme du mors et les retenir en place. Une fois les tronçons 40 mis en place, l'ensemble de moulage 26 est basculé à l'aide du vérin 28 puis les mors sont fermés et chauffés jusqu'à polymérisation. En général. cette opération ne dépassera pas quelques minutes, meme lorsque plusieurs tronçons de préimprégné doivent être juxtaposés pour arriver à l'épaisseur nécessaire, Une fois la polymérisation effectuée, les vérins 36, 38 sont actionnés pour ouvrir le moule, l'ensemble 26 est ramené à sa position d'origine à l'aide du vérin 28. Et la pièce est terminée par une opération d'ébarbage qui sera toujours très simple, étant donné que la quantité de matière apportée peut être à peine supérieure à celle requise pour remplir le moule. On a notamment réalisé par ce procédé des panneaux latéraux de carrosserie automobile comportant une partie principale 10 contenant 20 à 25 7. de fibres de verre et 20 Z environ de charge, le reste du stratifié étant constitué de résine polyester polymérisée à température modérée. Le complément 12 était constitué par un préimprégné de polyester rechargé, ayant une densité proche de 2, réalisé par juxtaposition de deux feuilles de préimprégné. Le complément représentait environ 1 Z de la masse totale de la pièce. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièce complexe et de grande taille par mise en oeuvre d'opérations de moulage, caractérisé en ce que l'on fabrique la partie principale de la pièce (10) en résine chargée dans un moule simple et on rapporte, sur un bord de cette partie principale, un complément de dimension faible, au moins dans une direction, par surmoulage à l'aide d'une feuille de préimprégné de résine à grande viscosité dans une pince de moulage amenée sur le bord de la partie principale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on amène la partie principale (10) de la pièce sur un berceau, et en ce qu'on bascule un ensemble de moulage (26) comportant ladite pince dans laquelle a été préalablement disposé le préimprégné (40) sur le bord où doit etre surmoulé le complément. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on amène une table (16) contre le bord de la partie principale (10) pour tronçonner le bord de ladite partie principale avant surmoulage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que la pince de surmoulage présente une direction d'ouverture par rapport à la partie principale différente du sens d'ouverture du moule de fabrication de la partie principale. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce qu'on effectue le surmoulage à une température dépassant 100 C sous une pression dépassant 12 bars à l'aide d'un préimprégné de polyester en feuille comportant une résine à grande viscosité et une teneur élevée en charges,