Brevet FR2612830A1 — publié le 19880930

Procédé pour mouler par injection directe-une résine synthé- tique, moyennant l'utilisation d'un système de refroidissement intermittent, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce pro- cédé 5. La présente invention concerne un procédé de mou- lage par injection directe d'une résine synthétique, moyen- nant l'utilisation d'un système de refroidissement intermit- tent, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. - -. -- Les procédés de moulage par injection directe d'une. résine synthétique et les dispositifs pour la mise en oeuvre,- de ces procédés utilisent un dispositif désigné sous-l'appel- lation "Spear System" (marque. déposée) et un procédé utili- - sant des dispositifs faisant partie des inventions développées par le déposant de la présente demande. Le dispositif classique comporte un système de chauffage intermittent qui est apte à chauffer localement une entrée d'injection, dans le dispositif de moulage par injec- tion directe d'une résine synthétique fondue, qui réalise le moulage par injection en continu à l'aide d'un mécanisme d'in- jection, et dans lequel la résine refroidie est solidifiée dans l'entrée d'injection en obturant cette dernière et chauf- fée de façon intermittente à chaque opération de moulage de manière à fondre, ce qui permet d'ouvrir l'entrée d'injection en permettant l'injection de la résine fondue dans des cavi- tés. Dans ce dispositif,l'opération de chauffage réalisée par le mécanisme de chauffage intermittent est arrêté aussitôt après que l'opération de moulage par injection est terminée pour l'opération de solidification à froid de la résine en une faible quantité dans l'entrée d'injection, et cette der- nière est fermée pour l'exécution de plusieurs opérations com- me par exemple l'ouverture du moule et le retrait du produit moulé, de manière à empêcher la fuite de la résine fondue, ce qui permet de mouler en continu un article de grande préci- sion ne contenant pas de canaux de carottes. Le dispositif "Spear System" décrit précédemment nécessite la mise en oeuvre d'une commande électrique pour le dispositif de chauffage étant donné que ce dernier exécute des opérations à la fois d'ouverture et de fermeture de l'en- trée d'injection dans le cas d'une fusion et d'une solidifica- tion locales d'une faible quantité de résine exécutées par les moyens de chauffage intermittents d'un système de chauf- fage intermittent, et le dispositif de chauffage peut avoir des dimensions réduites étant donné qu'il a pour but de trai- ter une faible quantité de résine dans l'entrée d'injection. En dépit de l'avantage indiqué ci-dessus, il se pose diffé- rents problèmes pour réduire le coût de fabrication, comme par exemple le fait qu'il est nécessaire d'utiliser des com- posants électriques onéreux, par exemple un transformateur pour la commande électrique et un dispositif de commande pour le chauffage intermittent. Dans le cadre de la présente invention mise en oeu- vre en tenant compte des inconvénients mentionnés précédem- ment, on utilise fondamentalement des moyens de refroidisse- ment intermittent, à l'aide desquels l'entrée d ' injection est refroidie d'une manière intermittente, à la place de mo- yens de chauffage intermittent mentionnés précédemment, ce qui supprime le système de commande électrique pour un dispo- sitif de chauffage et un dispositif de commande onéreux, tout en permettant d'obtenir une ouverture et une fermeture sim- ples et précises de l'entrée d'injection grâce à un transfert intermittent d'un fluide de refroidissement. Le procédé est un procédé d'injection directe et de moulage d'une résine synthétique dans une entrée d'injec- tion et selon lequel on refroidit de façon intermittente une résine fondue de manière à la solidifier en utilisant un mi- lieu de refroidissement afin de fermer la porte lors de cha- que opération d'injection et de moulage d'une résine fondue dans l'entrée d'injection. La présente invention concerne également un nou- veau dispositif d'injection directe et de moulage d'une ré- sine synthétique, qui comporte un système formé d'un moule métallique comportant une pluralité de composants et dans le- quel sont percés le passage de la résine fondue incluant une carotte, l'entrée d'injection et une cavité, un système pour le refroidissement intermittent utilisant un fluide de re- froidissement et servant à refroidir de façon intermittente- l'entrée d'injection en utilisant un fluide de refroidisse- - ment, ce qui permet une semi-solidification.et-une solidifi-.- cation de1a résine fondue dans l'entree d'injection,-un-dis- ACID:!; positif servant à faire. fondre une résine-existanteet un me3- canisme d'injection. Tout d'abord,le dispositif de fusion de la résine- :. ,.. . ,: . fait fondre une résine synthétique désirée, qui est maintenue dans -un état dans lequel l'action du mécanisme d'injection permet l'injection et le transfert d'une quantité désirée de résine. Dans l'état o le moule est fermé, le système for- - mant moule métallique comprend un trajet d'écoulement incluant un canal et une entrée d'injection pour la cavité.-Le trajet d'écoulement incluant l'entrée d'injection est chauffé et la résine fonduen'est jamais refroidie et ne se solidifie jamais dans cet état. Par conséquent, lorsqu'on déclenche le fonctionne- ment du mécanisme d'injection dans des conditions, dans les- quelles l'intérieur du trajet d'écoulement est rempli par la résine fondue, cette dernière est injectée, conformément à la quantité de résine introduite, dans la cavité en emprun- tant le trajet d'écoulement par l'intermédiaire du canal et de l'entrée d'injection de manière à remplir la cavité et est soumise à une action de refroidissement rapide. En raison de l'action du dispositif de refroidis- sement intermittent utilisant un fluide de refroidissement, une faible quantité de la résine fondue présente dans l'en- trée d'injection est soumise à une action de refroidissement rapide de sorte qu'elle se solidifie partiellement et locale- ment dans cette entrée d'injection, ce qui ferme cette derniè- re, en entrainant une interruption complète de la circulation de la résine fondue dans la cavité -de manière à permettre le refroidissement et la solidification de cette résine. On peut ensuite retirer l'article moulé désiré en mettant en oeuvre une opération connue d'ouverture du moule. Lorsque l'opération defermeture du moule est à nou- veau exécutée après le retrait du produit moulé et l'intro- duction du fluide de refroidissement dans l'entrée d'injec- tion, on arrête le fonctionnement du dispositif de refroidis- sement intermittent, et la résine refroidie solidifiée pré- sente dans l'entrée de moulage est à nouveau fondue sous l'ac- tion de chauffage et ouvre par conséquent ce qu'on appelle l'entrée d'injection. L'ouverture de cette entrée d'injection rend possible l'opération d'injection en permettant des opé- rations répétées d'injection et de moulage,-comme indiqué pré- cédemment. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1 et 2 représentent des vues en cou- pe transversale d'une structure de la partie principale de deux formes de réalisation montrant l'agencement concret de base permettant de mettre en oeuvre un procédé de moulage par injection directe conformément à la présente invention; - les figures 3,5 et 7 montrent des vues en coupe transversale de la structure principale de trois formes de réalisation; les figures 4,6 et 8 représentent des vues en 39 coupe transversale à plus grande échelle correspondant aux figures 3,5 et 7 précédentes; - les figures 9 et 11 représentent des vues en cou- pe transversale de la structure principale correspondant à deux autres formes de réalisation; et - les figures 10 et 12 représentent des vues en 2 61 2.8 3 0 coupe transversale à plus grande échelle de la structure prin- cipale, correspondant aux figures 9 et 11 mentionnées précé- demment. Ci-après on va décrire de façon détaillée la pré- sente invention en référence aux dessins. On va décrire. deux formes de réalisation de la structure de base en se référant aux figures 1 et 2. Un moule métallique 4 raccordé à un mécanisme d'.in- jection comportant un dispositif.classique connu 1 (non re- -10 présenté) de moulage de la. résine, comporte un moule métalli- que fixe 3 et un mécanisme métallique mobile 4 comportant un' collecteur '2. La référence 5 désigne le trajet d'écoulement de la résine fondue, dans lequel un trajet d'écoulement de dérivation 6 et une carotte ou un canal 7 sont percés et com- :15 muniquent avec une cavité 9 par l'intermédiaire d'une en- trée d'injection 8. La figure 1 représente le cas o on utilise des moyens de chauffage de l'entrée d'injection pour chauffer lo- calement l'entrée d'injection 8, en tant que système de chauf- fage extérieur, dans lequel il est prévu un dispositif de - chauffage h1 entourant à la manière d'un anneau l'entrée d'in- jection 8. La figure 2 représente le cas o les moyens de chauffage servant à chauffer localement l'entrée d'injection 8 sont utilisés en tant que système de chauffage intérieur, dans. lequel un dispositif de chauffage h2 est disposé au ni- veau de l'extrémité avant d'une pointe conique 10 située dans le canal 7 de manière à permettre un chauffage en dehors du centre du canal. Le chauffage et l'isolation thermique du canal 7 sont réalisés au moyen d'un dispositif de chauffagelldisposé sur le pourtour extérieur du canal sur la figure 1 et par un dispositif de chauffage 12 logé dans la pointe,,sur la fi- gure 2. Dans un système 13 de refroidissement intermittent utilisant un fluide de refroidissement etdisposésur le pour- tour extérieur de l'entrée d'injection 8, 1 ' éve,n 18. pour l'air et d'autres fluides de refroidissement,prévu dans le moule métallique 3,est raccordé à un élément de refroidisse- ment de forme annulaire de l'entrée d'injection, à savoir un passage de refroidissement 15 prévu sur le pourtour extérieur de l'entrée d'injection 8 de manière à permettre l'introduc- tion intermittente du fluide de refroidissement dans le pas- sage de refroidissement moyennant l'utilisation de moyens de mise en pression comme par exemple un compresseur. Le système 13 de refroidissement intermittent utilisant le fluide de re- froidissement peut fonctionner d'une manière intermittente pour chaque opération de moulage par injection. - L'orifice de sortie de l'évent 14 peut également déboucher dans l'atmosphère. On va décrire ci-après un procédé de moulage par injection basé sur la structure décrite précédemment. Le système (non représenté) de moulage d'une rési- ne synthétique fait chauffer et fondre une résine désirée com- me dans le cas du procédé classique de moulage par injection. La résine fondue est introduite dans le trajet d'écoulement 5 au moyen d'un mécanisme d'injection (non repré- senté), puis est chaufféeet isolepar un dispositif de chauf- fage contenu dans un système formant moule métallique 1 de manière à y être maintenue à l'état fondu. Dans l'état o le moule est fermé, on chauffe l'en- trée d'injection 8 à l'aide d'un dispositif de chauffage h ou h2 pour faire chauffer et fondre la résine dans cette entrée d'injection 8, en maintenant cette dernière ouverte pour ac- tionner le mécanisme d'injection. Une quantité désirée de la résine fondue est trans- férée du canal 7 dans la cavité 9 par l'intermédiaire du tra- jet d'écoulement 6 et du canal 7. Pendant la partie initiale du traitement et après l'achèvement de l'opération d'injection réalisée au moyen du mécanisme d'injection, on introduit de l'eau et un autre flui- 26128.30 de de refroidissement approprié à l'aide du système de refroi- dissement intermittent 13 utilisant un fluide de refroidis- sement, depuis l'évent 14, dans l'entrée d'injection 8 et dans le trajet annulaire 15 d'écoulement du fluide de refroi- dissement entourant l'entrée d'injection 8, moyennant l'utili- sation de moyens de mise en pression, comme par exemple une pompe. Dans ce cas la température de l'entrée d'injection 8 s'abaisse rapidement indépendamment de son chauffage par le dispositif de chauffage h1 ou h2, de manière à amener la rési- -: -ne fondue située dans l'entrée d'injection 8 dans un état semi- solide ou solide, ce qui permet de fermer cette entrée d'in- jection. Par conséquent on peut obtenir un article moulé de haute précision à partir de la résine introduite, sans qu'il apparaisse des problèmes comme par exemple une déforma- tion ainsi qu'un reflux depuis la cavité 9-dans le canal 7. Après refroidissement et solidification de la ré- sine dans la cavité 9, on ouvre le moule, ce qui permet de retirer l'article moulé. Etant donné que l'entrée d'injection 8 est maintenue fermée par le fait que la résine est dans ce cas semi-solidifiée ou solidifiée, il ne se produit aucun flux de sortie alternatif et par conséquent l'opération ultérieure de moulage ne s'en trouve pas gênée. Si on arrête le fonction- nement du système 13 de refroidissement intermittent utili- sant un fluide de refroidissement une fois que l'article mou- lé a été retiré et avant l'opération defermeture du moule et l'opération ultérieure d'injection, la résine refroidie et solidifiée présente dans l'entrée d'injection 8 est immédiate- ment chauffée et fond, ce qui entraîne l'ouverture de l'en- trée d'injection au moyen du dispositif de chauffage h ou h2 qui peut travailler de façon permanente, de sorte que l'opération de moulage par injection peut être exécutée d'une - manière appropriée comme dans le cas de l'exécution répétiti- ve, mentionnée ci-dessus, de la même opération. On va décrire la structure concrète de la présente invention de façon détaillée en référence aux figures 3 à 12, de manière à en avoir une meilleure compréhension. Les figures 3 à 8 représentent le cas o les mo- yens servant à chauffer l'entrée d'injection 8 utilisent ce qu'on appelle un système de chauffage extérieur, tandis que les figures 9 à 12 représentent le cas o on utilise ce qu'on appelle un système de chauffage intérieur. Par conséquent on va tout d'abord décrire la struc- ture utilisant le système de chauffage extérieur, en référen- ce aux figures 3 à 8. Les éléments, qui sont identiques et correspon- dent à des éléments représentés sur la figure 1, qui repro- duit la structure de base, sont désignés par les mêmes chif- fres de référence et on n'en donnera pas la description dé- taillée. Dans les formes de réalisation représentées, un corps cylindrique A en forme de pointe, que traverse un canal vertical 7, est disposé dans le moule métallique 3. Dans deux formes de réalisation représentées sur les figures 3,4,5 et 6, le pourtour extérieur du canal 7 comporte un dispositif de chauffage 10; la partie étendue 16a du dispositif de chauf- fage 10 est prévue au voisinage de l'entrée. d'injection 8 sur les figures 3 et 4, et un autre dispositif de chauffage 17 est prévu sur la figure 6. Dans les formes de réalisation re- présentées sur les figures 7 et 8, le dispositif de chauffa- ge n'est pas représenté et un tube chauffant 18 est disposé sur le pourtour extérieur du canal 7 et une énergie thermique est appliquée en permanence à l'entrée d'injection 8 de ma- nière à réaliser un chauffage. Un système 13 de refroidisse- ment intermittent utilisant un fluide de refroidissement, qui possède une structure identique à celle représentée sur les figures 1 et 2, est prévu dans le corps en forme de pointe A, sur le pourtour extérieur de l'entrée d'injection 8. Sur les dessins, les références 19,20 et 21 dési- gnent respectivement un intervalle rempli d'air, une bague 2 6 3 0 de correction de correction et le fil conducteur d'un capteur de température inséré dans le corps A. Pour ce qui concerne la structure mentionnée pré- cédemment, on n'a pas donné la description détaillée du sys- tème 13 de refroidissement intermittent utilisant un fluide de refroidissement étant donné qu'il agit de la même manière que ceux décrits dans les formes de réalisation précédentes. On va décrire ci-après les structures représentées -.sur les figures 9 à 12, sur lesquelles la structure de base est la même que sur.la figure 2. -- Les éléments, qui sont identiques ou correspondent à ceux représentés sur la figure 2 et aux formes de réalisa- tion décrites ci-dessus, ne sont pas indiqués et leur descrip- tion détaillée n'est pas donnée. Ces formes de réalisation diffèrent des formes de réalisation représentées sur la figure 2 en ce-que le système de refroidissement intermittent utilisant un fluide de refroi- dissement est prévu, dans tous les cas, dans la pointe 10. On fait circuler un fluide de refroidissement de- puis un trajet d'écoulement 22 situé au centre de passages en forme de canalisations doubles 22 et 23, jusque dans un trajet d'écoulement 23 situé sur le pourtour extérieur d'une ouverture 24 au niveau de l'extrémité avant d'une pointe 10, qui permet d'obtenir un refroidissement rapide de l'extrémité pointue 10a de la pointe 10. Bien qu'un dispositif de chauf- fage h2 soit logé dans et entoure l'extrémité pointue 10a et soit prévu séparément d'un dispositif 12 de chauffage du corps, représenté sur les figures 9 et 10, on peut le fabriquer en le réalisant par moulage à partir d'un métal fortement ther- moconducteur comme par exemple le cuivre, qui est chauffé par la chaleur en excès délivrée par le dispositif de chauffage 12, comme représenté sur les figures 1l et 12. Dans la structure décrite ci-dessus, on n'a pas répété la description du système 13 de refroidissement inter- mittent utilisant un fluide de refroidissement étant donné que son fonctionnement est absolument identique à celui re- présenté sur la figure 2. Conformément au procédé de moulage par injection directe conforme à la présente invention, l'entrée d'injec- tion est chauffée en permanence et un fluide de refroidisse- ment est introduit de façon intermittente dans le système de refroidissement intermittent utilisant un tel fluide de re- froidissement de manière à reproduire l'entrée d'injection conformément à son fonctionnement pour chaque opération de moulage par injection, ce qui permet de refroidir la résine * située dans l'entrée d'injection et de la solidifier de ma- nière à en permettre la fermeture. Lorsque l'envoi du fluide de refroidissement est arrêté, l'entrée d'injection est à nou- veau chauffée, ce qui entraîne la fusion de la résine solidi- fiée située dans cette entrée d'injection, en permettant l'ou- verture de cette dernière. Par conséquent il est possible d'avoir un traitement de moulage de haute précision et une simplification de la structure, et les moyens de chauffage intermittent du dispositif de chauffage peuvent être suppri- mes, contrairement à des procédés classiques, de sorte que le système de commande électrique est simplifié, ce qui en- traîne une réduction du coût. il REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage par injection directe d'une - résine synthétique, caractérisé en ce qu'il consiste a in- jecter une résine fondue depuis un canal (7) par l'intermé- diaire d'une entree d'injection (8) dans une cavité (9), lors- que le moule est fermé, moyennant l'utilisation de moyens d'in- jection, à retirer l'article moulé situé dans la cavité lors-. que le moule est ouvert, après refroidissement et solidifica- tion de la résine, et à refermer la cavité par fermeture du-k{ moule, ce qui permet d'exécuter d'une manière répétée et con--' -1 - tinue une opération de moulage par injection en utilisant les moyens d'injection, la-résine fondue située dans l'entrée d'in-. jection (8) étant refroidie et solidifiée de façon intermit- tente moyennant l'utilisation d'un fluide de refroidissement pour chaque opération de moulage par injection. - - 2. Procédé de moulage par injection directe d'une résine synthétique moyennant l'utilisation d'un système de refroidissement intermittent (13) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine fondue située dans l'entrée d'injection (8) est refroidie et solidifiée de façon inter- mittente grâce à l'utilisation d'un fluide de refroidissement à partir de l'extérieur de l'entrée d'injection. 3. Procédé de moulage par injection d'une résine synthétique utilisant un système de refroidissement intermit- tent (13) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine fondue située dans l'entrée d'injection (8) est re- froidie et solidifiée de façon intermittente moyennant l'uti- lisation d'un fluide de refroidissement introduit à l'inté- rieur de l'entrée d'injection. 4. Dispositif de moulage par injection directe d'une résine synthétique, utilisant un système de refroidis- sement intermittent (13), caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme formant moule métallique (3,4) comprenant un dis- positif servant à faire fondre la résine et un mécanisme d'in- jection, le trajet d'écoulement(5,6,7) de la résine fondue in- cluant un canal (7) et une pluralité de composants dans les- quels une entrée d'injection (8) et une cavité (9) sont per- cées, et un système (13) de refroidissement intermittent uti- lisant un fluide de refroidissement et dans lequel l'entrée d'injection est refroidie de façon intermittente moyennant l'utilisation d'un fluide de refroidissement de manière à per- mettre la semi-solidification et/ou la solidification de la résine fondue dans l'entrée d'injection. 5. Dispositif de moulage par injection directe d'une résine synthétique utilisant un système de refroidisse- ment intermittent (13) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système (13) de refroidissement intermittent uti- lisant un fluide de refroidissement est agencé de manière que le trajet d'écoulement(5,6,7)du fluide de refroidissement s'étehd à travers l'unité formée par le système métallique de mou- lage constituant l'entrée d'injection (8) de manière à intro- duire d'une façon intermittente le fluide de refroidissement dans une partie de refroidissement de l'entrée d'injection (8), prévue sur le pourtour extérieur de cette entrée d'injec- tion, pour chaque opération de moulage par injection, afin de refroidir de l'extérieur ladite partie. 6. Dispositif de moulage par injection directe d'une résine synthétique utilisant un système de refroidisse- ment intermittent (13), selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système (13) de refroidissement intermittent uti- lisant un fluide de refroidissement est agencé de telle sorte que l'extrémité avant d'un corps en pointe (A) prévu sur le canal est disposée à proximité directe de l'entrée d'injec- tion (8), et le fluide de refroidissement est envoyé de façon intermittente dans la partie de refroidissement de l'entrée d'injection, prévue à l'extrémité du corps en pointe, à par- tir du trajet d'écoulement(5,6,7)du fluide de refroidissement, qui est ménagée à l'intérieur du corps (A), pour chaque opé- ration de moulage par injection, de manière à refroidir de l'extérieur ladite partie.