Brevet FR2689808A1 — publié le 19931015

L'invention concerne un nouveau procédé pour fabriquer des corps creux en matière injectée, plastique notamment; elle concerne également les corps creux réalisés de la sorte. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite dans son application préférée aux matières thermoplastiques. il va de soi qu'elle peut être appliquée à tout matériau injectable à bas point de fusion et non soluble. On sait déjà fabriquer des corps creux en matière plastique par injection-soufflage. Cefte technique est bien appropriée pour la fabrication de pièces de grandes dimensions, telles que des bouteilles, des récipients ou analogues, mais n'est pas satisfaisante pour la fabrication de pièces de dimensions moyennes ou petites, où l'on recherche en outre une bonne précision, comme ctest le cas dans les pièces dites techniques. Pour fabriquer des pièces techniques, destinées notamment à l'industrie automobile, on connait un procédé qui consiste à surmouler par injection une matière plastique autour d'un noyau en métal ou en alliage métallique fusible, tout en ménageant dans ce surmoulage des orifices permettant ultérieurement d'évacuer le noyau sous l'état liquide, puis, après injection, à chauffer la pièce obtenue à une température supérieure à la température de fusion du métal (en pratique de l'ordre de 1500C), mais inférieure à la température de fusion de la matière plastique surmoulée, pour éliminer le métal fusible de la pièce obtenue. Bien que largement répandue, cette technique n'est utilisée que pour la fabrication de pièces de forte valeur ajoutée, telles que des tubulures d'admission ou d'échappement des moteurs automobiles, et que pour des pièces en matière plastique dont le point de fusion est relativement élevé, et en tous cas nettement supérieur au point de fusion du métal constituant le noyau. De la sorte, cette technique n'est pas utilisable avec les matières plastiques bon marché et largement répandues, telles que en polypropylène ou en polyéthylène, dont le point de fusion est de l'ordre de 1500C et moins. En outre, cette technique est - d'une part, coûteuse en investissement, car elle nécessite de mouler préalablement le noyau en métal sur du matériel de fonderie, donc sur du matériel très différent de celui de l'injection des matières plastiques, qui de ce fait ne relève pas de la même industrie; - d'autre part, coûteuse en manipulations, car le noyau métallique est lourd, en tous cas beaucoup plus lourd que la matière plastique; - et enfin, coûteuse en fonctionnement, car la phase d'élimination du noyau nécessite un chauffage à une température élevée pour faire fondre le métal. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé du type en question qui soit beaucoup plus économique, puisse être mis en totalité en oeuvre sur du matériel d'injection courant des matières plastiques, et soit adapté à la fabrication de pièces creuses injectées en polyéthylène ou polypropylène, c'est-à-dire à des matières plastiques à bas point de fusion. Ce procédé pour fabriquer des corps creux en matière plastique injectée, qui consiste: tout d'abord, à surmouler par injection une matière plastique autour d'un noyau en un matériau éliminable, tout en ménageant dans ce surmoulage des orifices permettant ultérieurement d'évacuer le noyau, . puis, après injection, à éliminer le noyau de la pièce obtenue, se caractérise: - en ce que le noyau est en urée, - et en ce que on élimine le noyau en trempant la pièce dans de l'eau pour dissoudre l'urée formant le noyau. En d'autres termes, l'invention consiste à remplacer dans la technique connue le métal fusible par de l'urée, puis à éliminer ce noyau, non plus par chauffage, mais simplement par dissolution. Alors que l'urée est connue depuis fort longtemps et que l'on sait réaliser des pièces injectées en urée, il est surprenant que l'on n'ait pas pensé à utiliser ce matériau dans cette technique de surmoulage, alors que ce changement de matière permet, d'une part, une économie appréciable en investissement puisque l'on peut faire appel à un seul matériel d'injection, donc de réaliser toutes les opérations sur le même site, d'autre part, facilite les manipulations puisque le noyau est léger, et enfin est bon marché en fonctionnement, puisqu'il n'est plus utile de chauffer, mais seulement de dissoudre, ce qui permet alors de récupérer éventuellement l'urée éliminée. Avantageusement, en pratique, la matière plastique est thermoplastique, et l'élimination se fait par trempage dans de l'eau chaude. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées. La figure I schématise la phase de réalisation du noyau, la figure 2 la phase de surmoulage, la figure 3 la phase de trempage et la figure 4 la pièce creuse obtenue. Dans un moule classique pour de la matière thermoplastique, en deux parties respectivement (1) et (2) présentant une cavité (3) et un plan de joint (4), on injecte par des tubulures appropriées classiques (5) de l'urée technique qui fond à 1300C environ. On réalise ainsi une pièce désignée par la référence (6) pleine, dont le contour extérieur correspond à la forme de la cavité (3) (figure 1). Après refroidissement, on retire cette pièce moulée (6) en urée et on la place de manière connue dans une autre cavité (10) ménagée dans un autre moule (1,2) de la même machine à injecter (4), voire d'une machine analogue, tout en ménageant dans cette cavité (10) des orifices (11,12) dépassant et correspondant à des excroissances (7,8) prévues à cet effet sur la pièce (6) en urée. Par la tubulure (5) (figure 2), on injecte de manière connue une matière thermoplastique, par exemple en polypropylène, en polyamide, qui va ainsi entourer le noyau (6) pour former un surmoulage (15). Ce surmoulage (15) présente d'une part, un contour interne correspondant au contour externe du noyau (6), d'autre part, un contour externe correspondant au contour interne de la cavité (10), et enfin, de part en part, des orifices correspondants aux excroissances (7) et (8). Après démoulage, la pièce obtenue, désignée par la référence générale (20) (voir figure 3), comprenant le noyau plein (6), le surmoulage (15) et des orifices correspondants aux excroissances (7,11), est immergée dans un bac (21) contenant de l'eau (22), éventuellement chaude ou chauffée. L'urée étant fortement soluble dans l'eau, même à température ambiante, grâce aux excroissances (7,11) et (8,12), le noyau (6) de dissout rapidement. Après séchage, on obtient alors un corps creux, désigné par la référence générale (30) (figure 4), dont le contour extérieur correspond au surmoulage (15), et dont le contour interne correspond au noyau (6), et présentant de part en part des orifices (16,17) de forme et de localisation appropriée, correspondants aux excroissances (7,11). Ainsi, sur une seule et même machine d'injection de matière plastique, on peut réaliser à la fois le noyau (6) et la pièce (20), ce qui allège d'autant les investissements et permet de travailler sur un seul site. Comme le noyau éliminable (6) est soluble dans l'eau même à température ambiante, il n'est plus nécessaire de chauffer. Après solubilisation, on peut facilement récupérer l'urée. Enfin, le noyau (6) caractéristique en urée est léger, donc facile à manipuler. Cette technique peut être utilisée avantageusement pour la réalisation de pièces techniques creuses, de petites et moyennes dimensions, notamment celles qui sont destinées à l'industrie automobile, à l'emballage, à l'électro-ménager. Il va de soi que la matière plastique de surmoulage (15) peut être de nature très variée, notamment en matière thermoplastique armée ou renforcée. Grâce à la solubilisation qui s'effectue à température ambiante, on peut injecter des pièces à bas point de fusion, notamment en polyéthylène ou polypropylène. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour fabriquer des corps creux (30) en matière injectée, qui consiste: tout d'abord, à surmouler par injection une matière plastique (15) autour d'un noyau (6) en un matériau éliminable, tout en ménageant dans ce surmoulage (15) des orifices (16,17) permettant ultérieurement d'évacuer le noyau (6), .puis, après injection, à éliminer le noyau (6) de la pièce (20) obtenue, caractérisé - en ce que le noyau (6) est en urée, - et en ce que on élimine le noyau (6) en trempant la pièce (20) dans de l'eau pour dissoudre l'urée formant le noyau (6). 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est une matière thermoplastique. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que on trempe la pièce (20) dans de l'eau chaude.