Brevet FR2584015A1 — publié le 19870102

Procédé et dispositif pour former des éléments de surface, en particulier pour fabriquer un paraboloide d'antenne. L'invention concerne un procédé et un dis- positif pour former une surface de haute qualité sur un élément de construction, dans lequel on dispose l'élé- ment de construction à une certaine distance d'un moule et on remplit avec une matière plastique durcissable l'intervalle entre l'élément de construction et le moule, notamment pour la fabrication d'un paraboloide concave d'antenne. La fabrication d'objets suivant des formes précises par un procédé de moulage appartient à l'état de la technique suivant un grand nombre de variantes. De même, il est connu de supprimer par coulée les der- niers défauts de précision entre une ébauche ou un élé- ment de construction imprécis et un moule exempt de dé- fauts, la coulée étant effectuée avec les matériaux les plus divers, par exemple avec une résine coulée. Ce dernier procédé fournit souvent une reproduction du mou- le d'autant plus exacte que les intervalles à remplir entre la pièce et le modèle sont plus faibles et plus réguliers. En effet, les matériaux coulés que l'on in- troduits subissent en règle générale, lors de leur dur- cissement, un retrait volumétrique qui est fonction de leur quantité. Le remplissage par coulée d'intervalles aussi faibles est effectué de façon connue en utilisant le vide ou une pression. Un inconvénient de ce procédé consiste dans la déformation de l'élément de construc- tion par les forces développées, ce qui ne peut pas être accepté, notamment pour des éléments moulés de hau- te précision. Dans la fabrication des objets, il est également connu de coller des feuilles métalliques ou organiques des types les plus divers sur l'élément de construction, la feuille munie d'adhésif ou soudable à chaud étant alors appliquée sur la pièce par voie mécanique ou par une pression pneumatique ou hy- draulique. On s'efforce alors d'avoir un interval- le de collage le plus constant possible. Plus les surfaces à revêtir sont grandes, plus est grand dans ce procédé le risque d'inclusions gazeuses. Le revêtement modifie obligatoirement les caractéris- tiques géométriques et les cotes de l'élément de construction. L'invention a pour but de créer un procédé et un dispositif du type indiqué dans le préambule et permettant, à l'aide de moyens simples, de fa- briquer sûrement des éléments de construction ayant une qualité de surface élevée, notamment des para- boloide concaves d'antenne de haute précision. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type ci-dessus caractérisé en ce que l'interval- le est un intervalle minimalen ce qu'on introduit la matière plastique dans l'intervalle avec un écoulement sans décollement en utilisant exclusi- vement les forces capillaires, et en ce que la ma- tière plastique est durcie, l'élément de coestruction revêtu de matière plastique étant finalement séparé du moule. La matière plastique remplissant l'interval- le n'est pas alors mise en place par pression ou par le vide, mais seulement en utilisant des forces ca- pillaires. La largeur de l'intervalle minimal est alors choisie pour qu'il puisse y avoir une action capillaire; elle est égale à quelques dixièmes de millimètre. La matière plastique utilisée pour for- mer la surface de haute précision peut être une matière plastique mouillante et durcissable quel- conque. Celle-ci doit être utilisée sans solvant pour éviter la formation de bulles gazeuses. Il y a lieu, le cas échéant, de mélanger à la matière plastique une substance diminuant la viscosité pour augmenter la capacité de fluage. La matière plastique est donc amenée de façon tout à fait simple, seulement au moyen d'un tuyau souple ou similaire, le seul point à surveil- ler étant que le flux de matière plastique ne se décolle pas pour éviter l'inclusion de bulles d'air. Pour constituer l'intervalle minimal, on dispose des tÈles d'écartement sur l'élément de construction ou sur le moule, à savoir sur l'élément disposé en bas. Lors de l'introduction de la matière plas- tique, les t8les d'écartement sont retirées avant qu'elles puissent venir en contact avec la matière plastique. On forme ainsi sur toute la surface de l'élément de construction à fabriquer un intervalle minimal continu entre l'élément de construction et le moule, cet intervalle pouvant être rempli avec la matière plastique en faisant appel à l'aide des forces capillaires, la matière plastique étant cou- lée suivant un flux non décollé. Lorsque l'élément supérieur, c'est-à-dire le moule ou l'élément de construction, flotte libre- ment dans la matière plastique qui a été amenée, les t6les d'écartement encore présentes sont retirées pratiquement en même temps, et en cas de besoin les deux éléments sont comprimés l'un sur l'autre, pour réduire la largeur de l'intervalle. Cela peut être effectué au moyen d'un poids ou avec un dispositif mécanique comprimant les deux éléments l'un sur l'autre. La matière plastique est amenée au point le plus bas de l'intervalle (5). On garantit ainsi que la matière plastique, mouillant simultanément les deux surfaces voisines, remplisse complètement l'in- tervalle sans;laisser de bulles d'air. Lors de la fabrication d'un élément de cons- truction concave de grande surface incurvé dans l'es- pace, par exemple d'un élément de surface de 1m2 envi- ron d'un parabololde d'antenne, on obtient donc avec l'invention une reproduction optimale, de forme exacte, du moule désiré, en disposant un élément de construc- tion en parabololde, qui présente certains défauts en raison de ses conditions de fabrication, sous un moule convexe et en remplissant l'intervalle avec une résine époxy, par le bas ou par le côté. Un procédé particulièrement avantageux est caractérisé en ce qu'avant la disposition de l'élément de construction sur le moule, on applique sur le moule une feuille en matériaux organiques, en métal ou en un assemblage de métal et de matériaux organiques e'feuille stratifiée"), en ce qu'on dispose ensuite l'élément de construction sur le moule en formant un intervalle et en ce qu'on introduit enfin la ma- tière plastique dans intervalle entre la feuille et l'élément de construction. La feuille peut alors, par exemple, être appliquée sur le moule par le vide ou par des dispositifs mécaniques ou posée sur le moule quand celui-ci constitue l'élément inférieur, c'est- à-dire quand il est disposé au-dessous de l'élément de construction. Après le remplissage de l'intervalle en utilisant uniquement des forces capillaires dans l'intervalle, la face avant ou supérieure de la feuil- le reproduit le moule de façon idéale, c'est-à-dire qu'on réalise en une opération un revêtement corres- pondant au contour désiré et on corrige de façon sim- ple la forme d'une ébauche ou d'un élément de construc- tion pouvant présenter des défauts. D'autres modes de réalisation de l'invention sont décrits dans la suite. L'invention est décrite de façon plus pré- cise dans la suite en se référant à des exemples de réalisation représentés schématiquement sur les des- sins annexés, dans lesquels: - la Fig.1 représente un premier exemple de réalisation; - les Figs. 2 à 4 représentent différentes étapes d'un second exemple de réalisation. La Fig.1 représente de manière schématique, un dispositif avec un élément de construction 1 destiné à un paraboloide d'antenne qui doit présenter à l'état fini une surface 6 ayant exactement la forme d'un pa- rabololde concave. Le dispositif comporte un moule 2 présentant une surface inférieure convexe exactement en forme de paraboloide pour mouler la surface 6 du parabololde. Le dispositif comporte également une conduite d'amenée de matière plastique 4. L'élément de construction 1 est d'abord positionné au moyen de tôles d'écartement 5 à une distance S égale à 0,3 mm environ au-dessous du moule 2. La conduite d'amenée de matière plastique 4 est prolongée par un perçage 7 pratiqué dans l'élément de construction 1, cette conduite d'amenée débouchant au point le plus bas 8 situé au centre de la surface. On introduit ensuite, au centre de la sur- face de l'élément de construction 1, par la conduite d'amenée 4, un flux de matière plastique mouillante durcissable 3, par exemple de polyester ou de résine. Sous l'action des forces capillaires, la matière plas- tique remplit progressivement l'intervalle S. Après une certaine progression du remplissage, qui dépend du poids du moule, la matière plastique 3 porte le moule 2, de sorte que l'on peut retirer les tôles d'écartement 5. 6& 2584015 La matière plastique 3, qui s'étend sous l'action des forces capillaires, refoule l'air dans l'intervalle; il ne peut donc pas y avoir de bulles de gaz incluses. Lorsque la matière plastique 3 a rempli l'intervalle S sur toute la surface, on peut charger le moule 2 de façon appropriée par exemple par un poids extérieur P, pour réduire l'épaisseur de la couche de matière plastique telle que la résine. On fait ensuite durcir la résine ou la matière plas- tique. Puis, le moule 2 est retiré. En raison du faible volume de la matière plastique telle que la résine 3, il n'y a pratiquement aucun retrait volumétrique. L'élément de construction à fabriquer présente donc essentiellementla surface 6 donnée par la surface inférieure du moule 2. Si l'on doit corriger la surface d'un élément de construction convexe, la disposition est inversée. Le moule est disposé au-dessous de l'élément de cons- truction. Dans ce cas, la matière plastique est amenée dans l'intervalle à partir du haut, également à tra- vers l'élément de construction, au centre de la sur- face situé au point le plus bas. Si l'on doit effectuer un revêtement sup- plémentaire d'un élément de construction 1, on pose sur le moule 11 comme le montre la Fig.2, une feuille , enmatière organique, en métal ou en un assemblage de métal etde matières organiques, en tant qu'élément de forme dit stratifié. Le moule 11 est, comme le montre la Fig.3, maintenu avec la feuille 10, con- jointement avec l'élément de construction 12, dans un dispositif 13 de manière que l'intervalle capillaire soit formé entre la feuille 10 et l'élément de cons- truction. Dans cet exemple, la surface 14 à former est plane, l'intervalle S est donc maintenu un peu incliné pour que le remplissage de cet intervalle S ne soit provoqué que par l'action capillaire. L'introduction de la matière plastique 15 est effectuée ici directe- ment dans l'intervalle S qui est rendu étanche sur la face inférieure 16 sauf en ce qui concerne la zone de passage 17. La zone d'étanchéité 16 présente en coupe une forme d'entonnoir pour donner à la matière plastique un sens de mouvement ascendant dans toutes les directions. Comme dans l'exemple décrit précédemment, l'intervalle S entre la feuille 10 et l'élément de construction est ensuite rempli avec une résine époxyde 3 ou une autre matière plastique. Après le démoulage, la surface 18 de la feuille reproduit le moule de façon idéale. En d'autres'termes, on réalise en une seule opération un revêtement 10 correspondant au contour désiré et on corrige en même temps la sur- face de l'élément de construction (Fig.4). La feuille est, par exemple, appliquée sur le moule 11 par le vide ou par des dispositifs mécaniques. A partir de la description qui précède, on peut voir que sur les dessins, l'intervalle S est re- présenté, par rapport aux autres éléments, considé- rablement plus épais qu'il n'est en réalité. Comme cela a été mentionné, il s'agit, indépendamment de la représentation des dessins, d'un intervalle très étroit que l'on peut qualifier d'intervalle capillai- re S. REVENDICATIONS 1 . Procédé pour former une surface de haute qualité sur un élément de construction (1,12) dans lequel on dispose l'élément de construction à une cer- taine distance d'un moule (2,11) et on remplit avec une matière plastique durcissable l'intervalle entre l'élément de construction et le moule, caractérisé en ce que l'intervalle est un intervalle minimal (S), en ce qu'on introduit la matière plastique (3) dans l'intervalle avec un écoulement sans décollement en utilisant exclusivement les forces capillaires, et en ce que la matière plastique (3) est durcie, l'élé- ment de construction (1,12) revêtu de matière plasti- que étant finalement séparé du moule (2,11). 2 . Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que pour former l'intervalle minimal (S), on dispose des tôles d'écartement (5) entre l'élément de construction (1) et le moule (2). 3 . Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'on amène la matière plastique (3) à l'élément de construction (1) en traversant l'inter- valle (S). 4 . Procédé selon la revendication 3, carac- térisé en ce que lors du remplissage avec la matière plastique (3), on retire les tôles d'écartement (5) avant qu'elles viennent en contact avec la matière plastique. . Procédé selon la revendication 4, carac- térisé en ce que après la mise en flottaison libre du moule (2) ou de l'élément de construction dans la matière plastique amenée (3), on retire toutes les tôles d'écartement restante (5). 6 . Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'immédiatement après le remplissage complet de l'intervalle (S) avec la matière plastique, on applique le moule (2) et l'élément de construction (1) l'un sur l'autre par un poids. 7 . Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'immédiatement après le remplissage complet del'intervalle (S) avec la matière plastique on réduit la largeur de l'intervalle par serrage d'un dispositif mécanique. 8 . Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on amène la matière plastique (3) au point le plus bas (8) de l'in- tervalle (S). 9 . Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce qu'avant de disposer le moule (2), on applique sur ce moule (2) une feuille en matériaux organiques, en métal ou en un assemblage de métal et de matériaux organiques ("feuille strati- fiée"), en ce qu'on dispose ensuite de façon appropriée le moule (2) et l'élément de construction (1) en formant l'intervalle (S) et en ce qu'on introduit enfin la matière plastique (3) à partir du bas et de l'extérieur du moule (2) dans l'intervalle (S) entre la face arrière de la feuille et l'élément de construction (1). . Procédé selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'on effectue ou on soutient l'applica- tion de la feuille (10) sur le moule (11) par l'action du vide et/ou par un dispositif mécanique. 11 . Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on utilise une résine époxy (3) en tant que matière plastique. 12 . Dispositif pour la mise en pratique du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par un moule (2) et une conduite tubu- laire (4) d'amenée de matière plastique associée à l'intervalle (S) entre le moule et l'élément de cons- truction (1). 13 . Parabololde d'antenne fabriqué d'après un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à l'aide d'un dispositif selon la revendication 11, caractérisé par une couche de matière plastique (3) coulée sous l'action de forces capillaires, notam- ment une couche de résine époxyde avec une surface con- cave continue de forme précise. 14 . Parabololde d'antenne selon la revendi- cation 13, caractérisé en ce que sur la couche de ré- sine époxyde (3) coulée sous l'action de forces capil- laires, il est prévu une feuille en matériaux organi- ques, en métal ou en un assemblage de métal et de matériaux organiques, avec une surface concave pré- sentant exactement-la forme du parabololde.