Brevet FR2576544A1 — publié le 19860801

La présente invention est relative à un procédé de fabrication par moulage d'objets creux, plus particulièrement d'objets creux dont la surface extérieure est soumise à des spécifications serrées de dimensions et d'aspect, alors que la surface intérieure est astreinte à des spécifications comportant des tolérances plus larges. L'invention a été mise au point pour résoudre le problème de la fabrication d'enceintes destinées à supporter des haut-parleurs, mais elle peut trouver des applications dans des domaines très différents, parmi lesquels on peut trouver les réservoirs de carburant pour véhicules, les casques de motocyclistes, les récipients calorifiques pour chauffe-eau, etc.. L'obtention d'objets creux par moulage présente, par rappport à la technique ancienne comportant un assemblage, des avantages excellents qui résultent de l'obtention directe d'un objet d'une seule pièce. Le moulage traditionnel exige l'emploi de deux moules, un moule extérieur, généralement en deux pièces, et un contre-moule intérieur maintenu pendant . le moulage dans une position bien définie pour former, avec le moule extérieur, un vide qu'on remplit avec la matière de moulage. Divers artifices sont utilisés pour maintenir le moule extérieur en place; on peut faire appel à des cales, ou bien à une baudruche gonflable. Ces artifices sont générateurs de complication. On connait des procédés de moulage selon lesquels on s'affranchit de la nécessité du contre-moule : par exemple, il est connu de fabriquer des tubes par coulée de métal à l'intérieur d'un moule cylindrique tournant autour de son axe, le métal se fige en étant plaqué contre la face intérieure du moule par la pesanteur et/ou par la force centrifuge; cette technique aboutit normalement à l'obtention de pièces tubulaires ouvertes à leurs extrémités. Le but de l'invention est de fournir un procédé de moulage par introduction d'une matière de moulage à l'état liquide dans un moule, suivi du durcissement de cette matière dans le moule pendant qu'il tourne, le moule étant ouvert après le durcissement de la matière, et qui permette d'obtenir des objets creux ou avec une ouverture unique, de petites dimensions, ouverts d'un seul côté, ou même totalement fermés. Le résultat est obtenu par le fait que - on introduit la matière de moulage dans un état où elle présente une viscosité suffisante pour s'étaler sur les parois intérieures du moule en formant un revêtement de l'épaisseur voulue, - on soumet le moule, après l'introduction de la matière de moulage et jusqu' à son durcissement à un mouvement de rotation autour d'un premier axe, cet axe tournant lui-même autour d'un second axe non parallèle au premier. Par "durcissement" de la matière de moulage, on entend le fait que celle-ci atteint une viscosité assez élevée pour qu'elle ne s 'écoule pas sensiblement le long d'une paroi du moule pendant le temps où celleci est verticale. La matière de moulage peut alors avoir conservé un état légèrement mou, permettant l'adhérence d'un revêtement intérieur, ou bien être souple à la façon du cuir. De préférence, le premier axe de rotation ou axe "mené" est dans un plan perpendiculaire au second axe, ou axe "menant" et tourne dans ce plan. Avantageusement, l'axe menant est horizontal, si bien que l'axe mené tourne dans un plan vertical On observera à ce propos que, si les vitesses de rotation des deux axes sont les mêmes, ce sont toujours les mêmes côtés du moule qui se trouvent au-dessus et au-dessous lorsque l'axe mené se trouve dans le plan horizontal après un demi-tour. On peut donc obtenir ainsi un objet creux ouvert d'un seul côté. Si les vitesses de rotation sont différentes, on peut obtenir un objet creux dont toutes les faces sont fermées. On conçoit qu'on dispose d'un procédé d'une grande souplesse, dans lequel, en agissant sur la position des axes et sur les vitesses de rotation respectives, on peut obtenir à volonté des résultats différents en ce qui concerne les épaisseurs de matière moulée. On ajoutera que des effets particuliers peuvent en outre être obtenus en faisant agir la force centrifuge. Une application partic-ulièrement interessante du procédé concerne l'obtention d'objets à parois multicouches en matière polymérisée Dans la réalisation d'objets creux doués de propriétés d'isolation phonique ou athermique7 il est courant de prévoir des parois dont la surface extérieure est formée d'une couche de matière douce de bonnes propriétés de résistance mécanique, alors que dans l'épaisseur de la paroi se trouve une couche de matière douce de propriété d'isolation phonique ou thermique, en particulier un matériau mousse, cette matière isolante étant elle-même revêtue sur la face interne de la paroi, par une couche de protection. Le procédé qu'on vient de dscrire permet facilement d'obtenir de tels objets creux sans changer de moule. pour cela - on introduit une première matière de- moulage dans le moule, et on fait tourner celui-ci jusqu'à ce que cette matière soit assez durcie pour être sensiblement immobilisée, - on introduit une seconde matière de moulage dans le moule, et on lui fait subir le même traitement que la première, - on procède éventuellement de même avec d'autres matières de moulage, - on n'ouvre le moule qu'après durcissement de la dernière matière de moulage introduite. De préférence, la première matière de moulage est apte à constituer après durcissement une couche douce de bonnes propriétés de résistance mécanique et/ou de bon aspect de surface, la seconde matière de moulage est apte à constituer après durciss-ement une couche douée de propriété d'isolation phonique ou thermique, et la troisième matière de moulage est à apte à constituer, après durcissement une couche capable de protéger la dite seconde substance. Dans l'application aux enceintes acoustiques, la troisième matière de moulage sert essentiellement à éviter le dilatement de la mousse qui constitue la seconde matière de moulage et elle peut être mince et souple. Dans une application à un casque de motocycliste, elle peut avoir des caractéristiques anal#ogues à du cuir, ou bien pouvoir recevoir, après démoulage, un revêtement intérieur analogue à du cuir, Dans une application à un réservoir de carburant ou un réservoir d'eau chaude, sa propirété essentielle sera l'imperméabilité. L'invention va maintenant être exposée plus en détail à l'aide d'exemples pratiques illustrés à l'aide de dessins parmi lesquels Fig. 1 est une vue en perspective schématique d'un appareillage permettant le moulage selon l'invention, Fig. 2 est une vue en coupe d'un moule, Fig. 3 est une vue en perspective d'un objet obtenu par le procédé de l'invention. L'appareillage de la Fig. 1 comprend un châssis fixe 1 qui porte un cadre 2 qui peut tourner autour d'un axe horizontal 3 (axe menant) grâce à un moteur 4. Le cadre 2 porte un axe 5 (axe mené) perpendiculaire à 1' axe 3, et cet axe 5 porte le moule 6. On a représenté un dispositif mécanique d'entratnement en rotation de l'axe 5 et du moule 6. Une roue dentée 7 fixe et solidaire du châssis et coaxiale à ltaxe 3 est reliée par une chaise à. une roue dentée 8 portée par le cadre 2. La rotation du cadre 2 entratne celle de la roue dentée 8 à une vitesse angulaire qui dépend du rapport des diamètres des roues 7 et 8. Un renvoi d'angle 9 transmet le mouvement de la roue 8 au moule 6. Il est évident qu'un tel système, très simple, mais dans lequel- le rapport des vitesses de rotation autour des deux axes est constant, peut être remplacé par des systèmes plus perfectionnés. Par exemple, un moteur indépendant peut commander l'axe mené 5 en étant alimenté grâce à des contacts tournants. On peut alors avoir des lois de vitesse tout à fait distinctes pour les deux axes, en prévoyant par exemple que le moule tourne plus lentement au voisinage des positions ou des faces planes plus étenduesde la pièce à produire sont proches de l'horizontale. Bien entendu, les vitesses peuvent être soit constantes, soit variables en fonction de la visocsité croissante de la matière de moulage. Les vitesses de rotation minimales doivent permettre ltobtention d'un revêtement ayant une épaisseur suffisamment uniforme pour le but recherché. Des vitesses de rotation élevées ont pour résultat que les effets de la force centrifuge ne peuvent plus être négligés. On notera que, dans le cas d'un moule à section rectangulaire, les forces centrifuges entraident une accumulation de ma tière sur les arêtes et dans les angles, surtout ceux qui sont le plus loin du centre, ce qui, dans certains cas, peut être un élément i éme n t favorable s'il est maintenu dans certaines limites.Le mathématicien CORIOLIS a donné, au siècle dernier, les équations qui permettent de calculer les forces centrifuges, leur détermination est donc à la portée de l'homme- de métier. Dans une variante, plusieurs moules sont placés sur le châssis 2, pour produire plusieurs objets à la fois. Le calcul des forces centrifuges acceptables est alors plus délicat. La Fig. 2 montre un moule 6 en coupe. On notera que ce moule est très épais, de façon à avoir une température uniforme pendant le moulage. Le moule est formé d'un fond 10 et d'un couvercle 11. Ce couvercle comporte un orifice de remplissage 12 qui est prolongé à l'intérieur- du moule par un tube 13 dirigé vers le centre du moule. La longueur de ce tube est calculée pour que la matière de moulage ne puisse pas sortir du moule pendant les mouvements de rotation. Le couvercle porte des reliefs intérieurs 14, moins accentués et qui sont revêtus par la matière de moulage. Des reliefs analogues peuvent être prévus sur le fond du moule. On voit dans le moule une pièce terminée 15, visible dans son ensemble à la Fig. 3, et formée d'une couche externe rigide 16, d'une couche de mousse 17, et d'une couche interne 18. La Fig. 3 montre la pièce 15, qui après avoir été sortie du moule, a subi quelques opérations ultérieures. Il s'agit d'une enceinte pour un haut-parleur 19. Une découpe 20 a été pratiquée sur la face de la pièce qui corrrespond au couvercle du moule, les reliefs 14 ayant donné naissance à des nervures ou rainures 2 de renforcement pour le maintien du haut-parleur. Une autre découpe, non représentée a été pratiquée sur la face opposée pour la pièce de liaison 22 des câbles d'alimentation du haut-parleur. On observera qu'on a obtenu de façon très simple une endente satisfaisante à la fois pour son aspect esthétique, sa résistance mécanqiue et sa qualité acoustique. R#VEN#ICATI0NS 1. Procédé de fabrication objet creux par moulage d'une matière de moulage introduits e l'état liquide dans un moule (6) et qui durcit danse ce moule pendant qu'il tourne, le moula étant ouvert après le durcissement de la matière, caractérisé en ce que - on introduit la matière de moulage dans un état ou elle présente une viscosité suffisante pour s'étaler sur les parois intérieures du moule en formant un revêtement de l'épaisseur voulue, - on soumet le moule, après l'introduction de la matière de moulage et jusqu'à son durcissement a un mouvement de rotation autour d'un premier axe (5), cet axe tournant lui-même autour d'un second ace (3) non parallèle au premier. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier axe de rotation (S) est dans un plan perpendiculaire au second axe (3) et tourne dans ce plan. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caraci-éri- sé en ce que le second axe de rotation (3) est horizontal. 4. Procédé selon B l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que - on introduit une première matière de moulage dans le moule, et on fait tourner celui-ci jusqu'à ce que cette matière soit assez durcie pour être sensiblement immobilisée, - on introduit une seconde matière de moulage dans le moule, et on lui fait subir le même traitement que la première, - on procède éventuellement de même avec d'autres matières de moulage, - on n'ouvre le moule qu' après durcissement de la dernière matière de moulage introduite. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce. que la première matière de moulage est apte à constituer après durcissement une couche (16) douée de bonnes propriétés de résistance mécanique et/ou de bon aspect de surface, la seconde matière de moulage est apte à constituer après durcissement une couche (17) douée de propriété d'isolation~ phonique ou thermique, et la troisième matière de moulage est apte à constituer, après durcissement une couche (18) capable de protéger la dite seconde substance. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, et comportant un moule et des moyens pour entraîner ce moule en rotation autour d'un premier axe, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour entraîner le dit premier axe en rotation autour d'un second axe perpendiculaire au premier, et en ce que le moule comporte un orifice (10) de remplissage qui est prolongé à l'intérieur du moule par un tube (13) dirigé vers le centre du moule, et dont la longueur est calculée pour que la matière de moulage ne puisse pas sortir du moule pendant les mouvements de rotation de celui-ci. 7. Objet creux obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, c-aractérisé en ce qu'il est monobloc et comprend des parois comportant une couche extérieure rigide, une couche centrale de matériau mousse, et une couche intérieure protectrice, et en ce qu'au moins une face de l'objet présente des nervures ou rainures de renforcement.