Brevet FR2665103A1 — publié le 19920131

La présente invention concerne la fabrication d'articles en matière plastique et en particulier la fabrication d'articles par un type de procédé "à noyau perdu" dans lequel la matière plastique est moulée à l'aide d'un élément fusible de noyau de moulage qui peut être vidé par fusion qui, après le moulage, est enlevé en chauffant l'élément de noyau de moulage jusqu'à l'état fondu dans lequel il peut s'écouler hors de la cavité ainsi définie par la matière plastique moulée En particulier, bien que non exclusivement, la présente invention concerne la fabrication d'articles en matière plastique de type composite comprenant une combinaison de matières plastiques et métalliques. Dans la fabrication de composants techniques de type de précision, il est classique d'utiliser, pour le noyau de moule un alliage métallique à faible température de fusion, comme un plomb-étain- antimoine ou étain-bismuth, ces matières étant appropriées pour un préformage précis à une forme de noyau nécessaire. Après le moulage de la matière plastique autour du noyau en alliage métallique, le noyau est fendu soit par une technique de chauffage par induction électrique soit par une conduction thermique, par exemple par la chaleur d'un bain d'huile chaude. La technique de chauffage par induction n'est pas toujours appropriée, en particulier si la matière plastique moulée comprend des composants métalliques aui v ont été moulés au préalable d'un seul tenant Il peut, par exemple, être nécessaire de fabriquer un article en plastique moulé comprenant un nombre important d'inserts en laiton filetés pour faciliter son attache ultérieure sur d'autres composants Le chauffage par induction provoque un échauffement local indésirable des inserts et de la matière plastique immédiatement adjacente Il est possible dans certains cas de protéger du champ d'induction les composants métalliques, mais ceci n'est pas toujours possible et, dans le cas d'un article comportant, par exemple, un grand nombre d'inserts répartis, ceci n'est pas pratique. La technique du bain d'huile chaude était généralement employée pour des articles de type composite en matières plastiques et métalliques Ceci évite un échauffement local indésirable, mais d'autres problèmes apparaissent Souvent, le noyau de moule est formé de plomb-étain-antimoine, qui fond à 187 C; en particulier, dans ce cas, il faut donc utiliser une huile à environ 200 à 210 C, mais les huiles classiques utilisées dans ce but, par exemple les huiles de type polyéthylène glycol solubles dans l'eau, présentent un point d'éclair à 215 C, et il existe donc un problème éventuel de sécurité. L'utilisation d'une technique de bain d'huile chaude mène aussi à d'autres problèmes éventuels Les huiles se dégradent typiquement en une période de 3 mois pendant laquelle la viscosité de l'huile -augmente progressivement et réduit donc la capacité de bonne conduction thermique; ainsi, le temps de chauffe nécessaire pour fondre le noyau augmente De plus, l'huile s'assombrit en cours d'utilisation et, lorsque les inserts sont de type anodisés, on trouve qu'ils sont marqués par l'huile de façon défavorable. La présente invention cherche à fournir un procédé amélioré de fabrication d'articles en matière plastique par la technique du noyau fondu et un procédé particulièrement, mais non nécessairement, approprié à la fabrication d'articles en plastique composites comprenant en combinaison des matières métalliques et plastiques. Selon l'un de ses aspects, la présente invention fournit un procédé de fabrication d'articles en matière plastique moulée caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former un élément de noyau en une matière qui fond à une température inférieure à celle de la matière plastique moulée, mouler la matière plastique autour de l'élément de noyau, puis immerger, dans un bain contenant une solution de sel chauffée, l'ensemble formé de la matière plastique et de l'élément de noyau et maintenir l'article dans la solution de sel pendant un temps suffisant pour enlever la matière de noyau. Il est envisagé que la solution de sel soit maintenue à une température supérieure au point de fusion de la matière de noyau. Cependant, l'invention n'exclut pas la possibilité d'une technique de chauffage multiforme dans laquelle le chauffage par induction est utilisé pour augmenter l'échauffement du bain de sel Dans ce cas, le bain de sel n'est pas nécessairement chauffé au-dessus du point de fusion de la matière de noyau, mais la température du bain de sel devrait être choisie d'une manière telle qu'un échauffement additionnel par un champ d'induction, dans le cas d'un article moulé comportant des composants métalliques d'un seul tenant, ne provoque pas un échauffement éventuellement dommageable de ces composants métalliques et donc des matières plastiques moulées qui les entourent. Une solution de sel appropriée est un mélange eutectique de sels inorganiques Un exemple d'une solution appropriée est un mélange eutectique de nitrates de potassium et de sodium. Le procédé selon l'invention envisage en outre que l'article peut être retenu dans la solution de bain de sel pendant un temps supérieur à celui qui est nécessaire pour enlever la matière de noyau, grâce à quoi le bain de sel peut être employé pour effectuer tout traitement thermique nécessaire de cuisson ultérieure de matière plastique. On envisage que l'invention sera particulièrement utile dans la fabrication d'articles plastiques en matières thermoplastiques, mais elle peut être employée également pour des articles réalisés à partir de matières thermodurcissables, comme des matières phénoliques. L'article en plastique moulé peut ne comprendre sensiblement que des matières plastiques ou il peut être de nature composite comprenant une matière plastique et une matière métallique Typiquement, il sera d'une structure composite comprenant un corps en plastique moulé dans lequel sont encastrés un ou plusieurs composants métalliques. On envisage que le procédé peut comprendre l'utilisation d'une installation du type transporteur pour introduire en séquence dans un bain de sel les ensembles formés de matière plastique et de matière de noyau moulée pour enlever ensuite en séquence les articles de matière plastique hors du bain Après l'immersion dans le bain de sel, les articles peuvent être immergés en séquence dans un premier réservoir d'eau pour un lavage préliminaire et être ensuite rincés dans un deuxième réservoir d'eau. L'invention envisage encore que de l'eau contaminée provenant du réservoir de rincage ou de prélavage peut être amenée à une zone du bain de sel, par exemple en y étant pulvérisée, grâce à quoi l'eau est évaporée en raison de la chaleur du bain de sele et le sel reste dans le bain de sel On évite ainsi d'avoir à traiter spécialement les rejets d'eau contaminée en sels dans le bain de prélavage (et aussi dans le bain de rincage) On envisage que le bain de rincage peut recevoir de l'eau fraîche et qu'un volume égal d'eau soit transféré au bain de prélavage à partir duquel, également, un volume similaire d'eau contaminée en sels est envoyé au bain de sel pour y être chauffé afin d'évaporer l'eau et de collecter le sel Le bain de sel peut être d'une structure par zone dans laquelle une première zone est utilisée pour traiter les ensembles de matière plastique et de noyaux moulés et une deuxième zone est utilisée pour le traitement de l'eau contaminée en sels. On va maintenant décrire, à titre d'exemple seulement, un mode de réalisation de l'invention en se référant au dessin schématique annexé qui représente schématiquement un appareil à utiliser pour mettre en oeuvre le procédé de la présente invention. Un système 10 de transporteur suspendu est utilisé pour transporter lentement une série d'ensembles moulés Il vers un bain de sel 12 Chaque ensemble moulé comprend une partie de corps en matières thermoplastiques moulée autour d'un noyau en alliage métallique en plomb-étain-antimoine Le système de transporteur est mis en oeuvre de façon à se déplacer lentement et amène chaque ensemble moulé à être submergé dans le bain de sel pendant une période de typiquement 2 heures Ultérieurement, le système transporteur 10 soulève les articles moulés respectifs hors du bain de sel, les noyaux ayant alors été fondus hors des articles moulés Les articles sont ensuite déplacés en séquence par le transporteur à travers les bains de lavage et de rincage 13 et 14 respectivement. Le bain de sel dans ce mode de réalisation de l'invention contient un mélange eutectique de nitrates de potassium et de sodium à une température de 2101 C o les ensembles moulés comprennent des noyaux moulés en plomb-étain-antimoine qui fond à 1870 C. On verra à partir du dessin annexé, que le bain de sel 12 comporte une zone auxiliaire 15 séparée de la zone principale 16 par une chicane verticale 17 Le but de la zone 15 est de réaliser une zone de solution de sel chauffée 12 ' dans laquelle peut être pulvérisée de l'eau contaminée en sels provenant du bain de lavage 13 Un capot collecteur 18 facilite l'extraction de la vapeur du dessus de la zone 15 de bain de sel Les tuyauteries 19 et 20 effectuent respectivement une interconnexion entre le bain de lavage et le bain de sel, et entre le bain de rincage et le bain de lavaae, grâce à quoi, lorsque de l'eau fraîche est ajoutée dans le bain de rincage, un volume égal d'eau peut passer vers le bain de lavage et, ensuite, un volume égal d'eau contaminée en sels passe comme pulvérisation dans la zone 15 du bain de sel. Un moyen, non représenté, est prévu pour mettre continuellement en circulation la solution de sel à travers le bain 12 et pour chauffer la solution de sel. Un moyen, également non représenté, est en outre prévu pour collecter la matière de noyau de moulage qui a été fondue hors des articles moulés et qui est tombé au fond du bain 12. L'utilisation d'un bain de sel pour fondre les noyaux de moule évite le problème mentionné plus haut d'un échauffement localisé indésirable dans le cas d'articles comportant des inserts métalliques et elle évite aussi les problèmes associés à l'utilisation classique d'un bain d'huile. D'autres avantages résultent de l'utilisation, par exemple, d'un mélange eutectique de sels inorganiques Leur chaleur spécifique est plus élevée que celle de l'huile, ce qui permet de réduire le temps de fusion, ou qui permet une température de bain plus basse pour la même période d'immersion par comparaison avec de l'huiie De plus, ils-sont ininflammables et ne se dégradent pas de facon significative. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'articles en matière plastique moulée caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former un élément de novau en une matière qui fond à une température inférieure à celle de la matière plastique moulée, mouler la matière plastique autour de l'élément de noyau, puis immerger, dans un bain contenant une solution de sel ( 12) chauffée, l'ensemble ( 11) formé de la matière plastique et de l'élément de noyau et maintenir l'article dans la solution de sel noyau. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la solution de sel ( 12) est maintenue à une température supérieure au point de fusion de la matière de noyau. 3 -Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'un chauffage par induction est utilisé pour augmenter le chauffage du bain de sel ( 12). 4 Procédé selon la revendication 3, lorsqu'elle dépend de la revendication 1, caractérisé en ce que le bain de sel ( 12) est chauffé à une température qui ne dépasse pas le point de fusion de la matière de noyau. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la solution de sel ( 12) est un mélange eutectique de sels inorganiques. 6 Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que la solution saline est un mélange eutectique de nitrates de potassium et de sodium. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'article est retenu dans la solution de bain de sel ( 12) pendant un temps supérieur à celui qui est nécessaire pour enlever la matière de noyau. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'article en plastique moulé est de nature composite comprenant une matière plastique et une matière métallique. 9 Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'article comprend un corps en plastique moulé dans lequel sont encastrés un ou plusieurs composants métalliques. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une installation du type transporteur ( 10) est utilisée pour introduire en séquence dans ledit bain de sel ( 12) des ensembles ( 11) formés de matière plastique et de matière de noyau moulé et pour enlever en séquence les articles hors du bain. 11 Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que, après l'immersion de l'ensemble ( 11) formé de matière plastique et de noyau moulé, l'article est immergé dans un premier réservoir d'eau ( 13) en vue d'un lavage préliminaire et est ensuite rincé dans un deuxième réservoir d'eau ( 14). 12 Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'eau contaminée en sels provenant du réservoir de rinçage ou de prélavage est amenée à une zone ( 15) du bain de sel ( 12) afin de ramener ainsi le sel vers le bain de sel ( 12). 13 Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que l'eau contaminée est pulvérisée dans une zone du bain de sel ( 12).