Brevet FR2675733A1 — publié le 19921030

Procédé de fabrication d'une ébauche en matière synthétique pour la réalisation de maquettes et de prototypes et matière synthétique mise en oeuvre dans ce procédé La présente invention concerne le domaine du modelage, en particulier de la fabrication des ébauches pour la réalisation de maquettes et de prototypes, notamment en matière synthétique, et a pour objet un procédé de fabrication destiné à cet effet. L'invention a également pour objet une matière synthétique mise en oeuvre dans ce procédé. Actuellement, la réalisation des maquettes et prototypes est effectuée à partir de blocs de plâtre, en bois ou en planches en matière synthétique collées et assemblées, ou à partir de matière synthétique ou d'argile projetée sur un châssis, les ébauches ainsi obtenues étant usinées généralement au moyen de machines à commande numérique. L'utilisation de plâtre permet un usinage relativement aisé, mais présente l'inconvénient d'une forte présence de bulles du fait meme de la structure microporeuse du plâtre, ce qui entraîne l'apparition de nombreux pores ouverts à la surface de la maquette ou du prototype après usinage. Il en est de meme en ce qui concerne la matière synthétique utilisée actuellement. En outre, dans ce dernier cas, l'assemblage de planches fait apparaître des joints de collage et d'étanchéité nécessitant, avant revêtement final, un passage d'un enduit bouche-pores, tout comme dans le cas d'un usinage de plâtre. L'usinage des planches en matière synthétique est, par ailleurs, relativement difficile à effectuer et entraîne une formation d'éclats préjudiciable à un fini de surface correct des pièces et, en outre, la réalisation de détails fins est très difficile. Les maquettes et prototypes actuels présentent également un poids important, du fait même des procédés de fabrication des ébauches mis en oeuvre, à savoir assemblage de planches en matière synthétique ou en bois ou moulage de blocs de plâtre, ces matières de base présentant des densités importantes. En outre, lors de l'usinage, il se produit une formation de poussières importante nuisible au matériel et à la santé des opérateurs. De plus, l'usinage des matières synthétiques provoque une usure rapide des outils. Par ailleurs, les maquettes et prototypes existants réalisés en matière synthétique sont très difficiles à réparer, nécessitant un masticage ou une utilisation d'une matière différente et, du fait de l'assemblage par collage, la stabilisation dimensionnelle et la conservation dans le temps sont difficiles à assurer. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un procédé de fabrication d'une ébauche en matière synthétique pour la réalisation de maquettes et de prototypes, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un châssis-support et à l'équiper de moyens d'indexation sur une machine d'usinage, à habiller le châssis hermétiquement, par trempage dans une matière synthétique coulée dans un premier moule réglable, à laisser polymériser ladite matière synthétique pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C, puis à disposer le châssis ainsi habillé dans un moule, dont les dimensions intérieures correspondent à celles de l'ébauche, à une distance prédéterminée des parois dudit moule correspondant à l'épaisseur nécessaire à l'usinage, à couler ensuite une matière synthétique usinable ne présentant pas de défaut de structure et se solidarisant avec la matière d'habillage, à laisser polymériser ladite matière pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 250C et, enfin, à démouler l'ébauche obtenue. L'invention a également pour objet une matière synthétique mise en oeuvre dans ce procédé, caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par une résine polyuréthane à deux composants chargée avec des matières synthétiques, de la craie, du talc, des microbilles de verre, du sable de silice, des métaux et d'autres charges minérales. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexé, dont la figure unique est une vue en coupe d'une ébauche réalisée conformément à l'invention. Le procédé de fabrication d'une ébauche en matière synthétique pour la réalisation de maquettes et de prototypes conforme à l'invention consiste à réaliser un châssis-support 1 et à l'équiper de moyens 2 d'indexation sur une machine d'usinage, à habiller le châssis 1 hermétiquement, par trempage dans une matière synthétique 3 coulée dans un premier moule réglable et à laisser polymériser ladite matière synthétique pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C. Après cette polymérisation le châssis 1 ainsi habillé est disposé dans un moule 4, dont les dimensions intérieures correspondent à celles de l'ébauche, à une distance prédéterminée des parois dudit moule 4 correspondant à l'épaisseur nécessaire à l'usinage. Une matière synthétique usinable 5 ne présentant pas de défaut de structure et se solidarisant avec la matière d'habillage 3 est alors coulée dans ledit moule 4, puis est laissée à polymériser pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C. L'ébauche ainsi obtenue est finalement démoulée et est prête à être usinée. L'habillage hermétique du châssis au moyen de la couche 3 en matière synthétique est destiné à éviter toute migration de la matière synthétique 5, lors de la coulée de l'ébauche définitive, à travers le châssis 1, ce qui entraînerait une perte de ladite matière synthétique 5 et un surcroît de poids de l'ensemble de l'ébauche. La distance séparant la couche 3 en matière synthétique des parois du moule 4 est avantageusement comprise entre 10 mm et 120 mm, de manière à permettre un usinage de tous les reliefs, tout en évitant de trop fortes épaisseurs de matière 5 après usinage de la maquette ou du prototype et en obtenant ainsi une pièce de faible poids. Le châssis 1 peut être un châssis de tous types, à savoir en bois, en métal ou obtenu par assemblage d'éléments modulaires, en particulier en matière synthétique, tel que connu par la demande française de brevet n0 86 12065. L'utilisation d'éléments modulaires est particulièrement intéressante du fait qu'elle permet un montage rapide du châssis avec une grande précision dimensionnelle, lesdits éléments modulaires étant, en outre, usinables, de sorte que la couche 3 d'habillage en matière synthétique peut être relativement fine, de même que la matière synthétique 5 formant l'ébauche. Selon une variante de réalisation de l'invention, le procédé consiste à effectuer une coulée préalable de la matière synthétique usinable 5, destinée à former l'ébauche, dans un moule 4, à laisser polymériser ladite matière 5 pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C, puis à monter et à fixer le châssis 1 sur la face arrière de l'ébauche par deuxième coulée entre la matière 5 et le châssis 1, d'une couche 3 de matière synthétique formant habillage dudit châssis 1. La matière synthétique 5 utilisée pour la réalisation de l'ébauche, par coulée dans le moule 4, est essentiellement constituée par une résine polyuréthane à deux composants chargée avec des matières synthétiques, de la craie, du talc, des microbilles de verre, du sable de silice, des métaux et d'autres charges minérales. La résine polyuréthane est, de préférence, constituée par du polyuréthane et un isocyanate et la charge de matière synthétique peut être comprise entre 5 % et 600 % du volume de résine et est constituée par du polystyrène ou par des déchets broyés de matière synthétique. Les différentes charges sont ajoutées au mélange en fonction de la densité, de la résistance mécanique et thermique, ainsi que de l'usinabilité à obtenir. Ainsi, dans le cas de réalisation d'un prototype ou d'une maquette ne nécessitant pas une résistance de surface importante, il est possible d'effectuer un mélange de faible densité, tandis que pour l'obtention d'une pièce destinée à être soumise à des charges importantes, la densité devra être plus élevée, ce qui peut être obtenu par intégration à plus forte dose de charges plus denses, telles que des poudres métalliques, du sable de silice, etc... Selon une autre caractéristique de l'invention, la matière synthétique peut également être à base de résine époxyde en lieu et place de la résine polyuréthane ou d'une autre résine synthétique. Grâce à l'invention, il est possible de fabriquer des ébauches pour la réalisation de prototypes et de maquettes, permettant un usinage de grande précision et l'obtention, sans enduction d'une matière bouche-pores, d'un fini de surface autorisant directement un revêtement de finition. En outre, le procédé conforme à l'invention peut être facilement et rapidement mis en oeuvre, même pour l'obtention de pièces de formes complexes, et les ébauches ainsi obtenues présentent un poids relativement faible par rapport à celles réalisées selon les procédés connus à ce jour. Enfin, du fait d'un moulage de l'épaisseur de l'ébauche, le coût de la matière synthétique nécessaire à cet effet peut être réduit à un minimum et est très sensiblement inférieur à celui résultant d'une utilisation de planches assemblées par collage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une ébauche en matière synthétique pour la réalisation de maquettes et de prototypes, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un châssis-support (1) et à l'équiper de moyens (2) d'indexation sur une machine d'usinage, à habiller le châssis (1) hermétiquement, par trempage dans une matière synthétique (3) coulée dans un premier moule réglable, à laisser polymériser ladite matière synthétique pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C, puis à disposer le châssis (1) ainsi habillé dans un moule (4), dont les dimens ions intérieures correspondent à celles de l'ébauche, à une distance prédéterminée des parois dudit moule (4) correspondant à l'épaisseur nécessaire à l'usinage, à couler ensuite une matière synthétique usinable (5) ne présentant pas de défaut de structure et se solidarisant avec la matière d'habillage (3), à laisser polymériser ladite matière (5) pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 250C et, enfin, à démouler l'ébauche obtenue. 2. Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance séparant la couche (3) en matière synthétique des parois du moule (4) est avantageusement comprise entre 10 mm et 120 mm, de manière à permettre un usinage de tous les reliefs, tout en évitant de trop fortes épaisseurs de matière (5) après usinage de la maquette ou du prototype et en obtenant ainsi une pièce de faible poids. 3. Procédé de fabrication d'une ébauche en matière synthétique pour la réalisation de maquettes et de prototypes caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une coulée préalable d'une matière synthétique usinable (5) destinée à former l'ébauche et ne présentant pas de défaut de structure, dans un moule (4), dont les dimensions intérieures correspondent à celles de l'ébauche, à laisser polymériser ladite matière (5) pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C, puis à monter et à fixer un châssis (1) sur la face arrière de l'ébauche par deuxième coulée entre la matière (5) et le châssis (1), d'une couche (3) de matière synthétique formant habillage dudit châssis (1) et à laisser polymériser ladite matière synthétique (3) pendant une durée comprise entre 8 heures et 24 heures à une température comprise entre 150C et 25 C. 4. Matière synthétique mise en oeuvre dans le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour la réalisation d'une ébauche, caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par une résine polyuréthane à deux composants chargée avec des matières synthétiques, de la craie, du talc, des microbilles de verre, du sable de silice, des métaux et d'autres charges minérales. 5. Matière, suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la résine polyuréthane est, de préférence, constituée par du polyuréthane et un isocyanate et la charge de matière synthétique est comprise entre 5 % et 600 % du volume de résine et est constituée par du polystyrène ou par des déchets broyés de matière synthétique. 6. Matière synthétique mise en oeuvre dans le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour la réalisation d'une ébauche, caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par une résine époxyde ou une autre résine synthétique chargée avec des matières synthétiques, de la craie, du talc, des microbilles de verre, du sable de silice, des métaux et d'autres charges minérales.