Brevet FR2673566A3 — publié le 19920911

FR 2673566 A3 19920911 FR 9102807 A 19910308 DISPOSITIF POUR LA REALISATION DE PREFORMES NEOESSAIRES AU MOULAGE EN PATE DES CERANIQUES DESCRIPTION Le moulage en pâte des céramiques peut s'opérer sur des machines tournantes par compression et écrasement de la Ba- tière entre un moule plâtre et un poinçon tournant (Roller), ou bien il est obtenu sur presse par écrasement et laminage de la matière entre les deux parties d'un inocule. Dans les detix cas, et en dehors des cas où on utilise la matière en granulés versée directement dans le moule pour la fabrication des pièces électro techniques par exemple, on part d'une préforme; c'est généralement une galette découpée dans un boudin sortant de la buse d'une extrudeuse désaéreuse.Cette galette peut eAtre découpée dans le sens transversal ou longitudinal, et même subir une préparation, mais elle présente toujours une certaine hétérogénéité due à ltécoulenent de la patte dans la filière (différence de vitesse entre les veines centrales et celles proches des parois de la filière). I1 y a aussi l'effet du vissage de la pâte dans le cas le plus fréquent des désaéreuses à vis sans fin.Toutes ces hétérogénéités bien connues se retrouvent plus ou moins dans la pièce moulée donnant lieu a des déformations.ou des fentes après séchage ou cuisson, Une autre difficulté liée à l'emploi de galettes ou de boudins extrudés vient du fait qu'un fluage important de la pâte se produit pour l'obtention de la pièce définitive0 La pâte est forcée pour atteindre la forne voulue et l'écoulement plasti que qui en résulte entra-ine des déplacements de matière plus ou moins importants selon les différences de formes et de dimensions qui existent entre la galette et la forme définitive. I1 est bien connu que ces mouvements de pâte engendrent des tensions qui rappellent celles dues à l'écoulement dans les machines d'extrusion mentionnées plus haut. On peut, par exemple constater des différences de dureté du centre vers la périphérie d'une pièce tresse entre plaire (Procédé RAM) ; l'hétérogénéité ainsi engendrée se traduit par des différences de retrait causant des déformations et des fentes. Des considérations précédentes on déduit naturelleme-nt qu'il sera toujours préférable d'utiliser des préformes aussi homogènes que possible et dont les formes et les dimensions seront le plus possible voisines de celles des pièces définitives. De la sorts les préformes auront le minimum de tensions d'origine et subissant peu de déformation au moulage définitif elles n'acquéreront pas d'autres tensions. Par ailleurs, il ntest pas commode d'incorporer des plastifiants sous forme d'additifs au cours du procédé classique de prépa- ration des pâtes. En porcelainerie, par exemple, après broyage, la barbotine est filtre-pressée et ce sont les galettes de filtre presse qui alimentent la désaéreuse.Dans ne cycle l'amélioration de la plasticité par des additifs est très limitée. Il serait nécessaire de repasser par un malaxeur pour incorporer des plastifiants qui ne sauraient être introduits au broyage. C'est ce qu'on fait lorsqu'on transforme la pâte en granulés pour l'industrie électro technique entre autres, ce qui n'est pas le cas de la pâte de porcelaine convention nelle destinée au calibrage ou au pressage en pâte, L'invention consiste à réaliser les préformes en partant de pâte déchiquetée, granulée ou sous forme de vermicelle, telle qu'on l'obtient dans un pétrin à fond perforé par exemple. On compacte cette matière sous vide dans un moule simple tel qu'il est décrit ci-après. Le moule (fig. 1) est constitué d'une enceinte en élastomère 1 qui peut être du polyuréthane dureté shore 50 à 60 présentant en plan une forme approchée de la forme 2 de la pièce à presser. On la désignera comme entourage de l'alvéole. Cet entourage est posé sur une plaque 3 qui constitue le lond de moule. Le moule est fermé par une plaque ou plateau supérieur 4 qui s'appuie sur l'entourage en élastomère au moment du compactage. Le plateau supérieur contient un réseau de per çages 5 dans son épaisseur aboutissant à des soupapes 6 (détail fig. 2) permettant d'établir le vide dans l'alvéole quand le moule contient la matière et avant le compactage. Le compactage s'effectue par l'effort exercé au moyen du vérin hydraulique d'une presse à col de cygne par exemple,sur le plateau supéreur; durant le compachtage, l'entourage s'affaisse 7 jusqu'à l'obtention de l'épaisseur requise pour la préforme 80 Lorsque la pression du vérin est relâchée, l'entourage en élastomère retrouve sa forme.primitive, laissant un espace 9 entre ses parois intérieures et les bords de la préforme. Ceci facilite l'extraction de la préforme qui constitue la dernière opération de sa préparation. Celle-ci est prélevée au moyen d'une ventouse de préhension à vide. Pour faciliter l'opération il peut être nécessaire de l'accom- pagner par un soufflage d'air à l'interface préforae/fond de moule, au moyen d'un réseau 10 du meA;nie type que celui prévu dans le plateau supérieur pour faire le vide. Ce dispositif de réalisation des préformes en pâte céramique peut être agencé de diverses manières. La spécificité de l'invention ne concerne que le dispositif de moulage décrit plus haut pour obtenir des préformes exemp@es de tensions telles qu'en procure la désaéreuse et c des formes proches de celles des pièces définitives, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un découpage, ce qui limite les déchets de pâte. Un agencement possible consiste à utiliser une table tournante sur laquelle on disposera quatre moules qui pourront être de formats différents. La table 1 tournera en s'arrentant à chacun des quatre postes de travail suivants A - Remplissage du moule ) B - Compactage ) Fig. 3 C - Extraction D - Préparation du moule éventuelle (graissage des plateaux) Les différentes opérations se dérouleront en temps masqué et à poste fixe, la matière arrivant à un point diamétralement opposé au point d'évacuation de la préforme compactée. Cet agencement peut se concevoir avec une automatisation complète. A - Remplissage du moule (fig. 4) La matière recueillie sous le malaxeur granulateur est trans- férée dans une trémie 1 au moyen d'-une bande transporteuse 2 par exemple. Sous la trémie vient se remplir un tiroir de remplissage 3 classique qui est animé d'un mouvement d'aller et retour entre le moule à remplr. 4 et la trémie ou il se recharge. Ce tiroir est équipé de rotorsà à griffes 5 à sa base pour faciliter la distribution de la matière pour le cas où elle n'est pas "free flo-ving" (à écoulement libre). Un dispositif de distribution fixe type tamis vibrant par exemple, peut en olAre etre ajouté au-dessus du moule pour permettre l'obtention de couches alternées 6. Le tiroir dépose une couche d'une nature et lorsqu'il est reparti vers la trémie, le distributeur à poste fixe peut, à son tour, déposer dans le moule une couche d'une matière différente. On peut ainsi préparer des préformes composites par exemple en incorporant grâce au dispositif décrit ci-dessus une couche de fibres céramiques; on eut ainsi chercher à obtenir des propriétés particulières au plan thermomécanique sur les pièces fabriquées. B - Compactage (fig. 5) Le moule en position compactage 1 s'insère dans uiie presse à col de cygne 2. Le plateau aupérieur 3 est solidaire du vérin de la presse. Dès que la table 4 s'arrête, l'opération compactage se produit : le plateau supérieur vient s'appliquer sur l'entourage 5 en élastomère avec une pression modérée pendant un temps de 4 à 5 secondes pendant lequel s'effectue la mise sous vide. Ensuite le compactage à la pression pre déterminée se produit, l'entourage s'écrase sous l'effet de la pression tandis que la matière se compacte.Quand la pression est relâchée et que le plateau supérieur remonte à sa position initiale, l'entourage en élastomère reprend se forme originale. C- Extraction (Fig. 6) Au poste démoulage une ventouse à vide 1 est plaquée sur la préforme 2 pour la transférer sur la chaine d'alimentation des machines de moulage, Le soufflage d'air à l'interface plaque de fond de moule/ préforme est obtenu par une connexion temporaire 3 du réseau de distribution d'air comprimé à la plaque de fond. Un tour complet de la table correspond à la production de quatre préformes à raison d'une par moule. On peut estimer à un tour par minute la vitesse de rotation ce a table qui s'arrê- tera donc 15 secondes à chaque station. Dans ces conditions la production sera de 240 pièces à l'heure. REVENDICATIONS 1) Procédé de moulage sous vide de prés ormes en pâte cérami- que caractérisé par le fait que le moule est constitué d'un entourage en élastomère formant alvéole compris entre deux plaques de compression qui en se rapprochant compriment simultanément l'entourage et la pâte qu'on a placée à l'intérieur. 2) Procédé selon la revendication 1) caractérisé par le fait que la matière peut eAtre versée dans l'alvéole sous forme déchiquetée, granulée ou en vermicelle, ce qui es-t recher ché en vile de limiter les tensions internes dans les préformes en pâte. -3) Procédé selon la revendication 2) caractérisé par le fait qu'il fait appel à la matière céramique sous une forme dont l'enrichissement éventuel en plastifiants organiques est plus facile que dans le cas du procédé conventionnel broyage - filtre pressage - extrusion. 4) Procédé selon la revendication 1) caractérisé par le fait que l'entourage en élastomère permet d'obtenir toutes les formes voulues en plan et ainsi d'aboutir à des préformes proches des formes définitives vues en plan. 5) Procédé selon la revendication 1) carectérisé par le fait qu'il permet d'obtenir des produits multicouches, dits composites, grâce à la possibilité d'alterner la nature des couches de remplissage de l'alvéole, la disposition des couches de fibres dans l'épaisseur d'une préforme n'étant qu'une application possible. 6) Procédé selon la revendication 1) caractérisé par le fait que les opérations impliquées sont aisées à inclvre dans un cycle automatisé.