Brevet FR2691097A1 — publié le 19931119

La présente invention concerne un procédé pour conserver un aspect mat à une pièce réalisée par injectiOn d'un polymère thermoplastique notamment un ionomère, dans un moule. La réalisation de pièces thermoplastiques mates par injection exige que le moule comporte une empreinte granuleuse qui est le négatif du grain de la surface extérieure de la pièce. L'empreinte granuleuse du moule est réalisée par des procédés connus d'éIectro-érosion ou de grainage chimique. Pour certaines réalisations, on veut conserver cet aspect granuleux sur la paroi de la pièce moulée Or, les contraintes thermiques provoquées par le refroidissement de la pièce après l'injection peuvent entrainer ltélimination de grains en certains endroits de la surface qui deviennent alors brillants, par suite de la déformation due au retrait. Lorsqu'on réalise des pièces telles que des bouchons avec l'ionomère connu sous la marque SURLYN (déposée par Dupont de Nemours), on connaît deux procédés pour les maintenir mates. Selon le premier procédé, on laisse la pièce refroidir dans l'outillage de moulage. Ce procédé a l'inconvénient de nécessiter un temps de fabrication global élevé et de diviser la cadence de fabrication par un facteur voisin de 3. Mais ce procédé n'est pas utilisable pour tous les types de pièces, surtout si l'épaisseur de la paroi n'est pas sensiblement uniforme. Un autre procédé consiste à réaliser un refroidissement rapide de la pièce après démoulage, la pièce étant encore chaude, en trempant celle-ci dans une eau propre dont la température est régulée. Ce procédé a l'inconvénient de nécessiter une surveillance de la température et de la propreté de l'eau de refoidissement, et un séchage ultérieur des pièces réalisées. Enfin, ce procédé provoque une rupture dans le cycle complet de la fabrication d'un bouchon par exemple, la pièce en Surlyn devant ensuite être équipée de joint d'étanchéité. De plus, il entraîne un nombre élevé de rebuts. Lorsque la pièce en Surlyn n'est pas réalisée selon l'un des procédés précédents, on constatc que la pièce présente sur sa surface des zones brillantes alternant avec des zones matcs, cc qui est rédhibitoire pour certaines fabrications, notamment les bouchons utiIisés en parfumene. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients et de proposer un nouveau procédé de refroidissement des pièces moulées, qui ne nécessite pas de séchage des pièces et qui s'intègre parfaitement dans une chaîne de fabrication, et permet une cadence optimisée de l'outil de moulage. Selon I'invention, le procédé est caractérisé en ce que on ouvre le moule après injection, on saisit la pièce par des moyens de préhension afin de la transférer vers un autre poste, et en ce qu'on refroidit énergiquement ladite pièce pendant son transfert en soufflant de l'air comprimé sur les surfaces extérieures de ladite pièce. Grâce à ce procédé, l'outillage de moulage est disponible pour le cycle de moulage suivant dès la sortie des pièces du moule par les moyens de préhension. L'air insufflé sur la pièce provoque le refroidissement de la pièce et empêche la déformation due au retrait et la formation de zones brillantes sur sa surface, lorsque ladite pièce est notamment en Surlyn. Avantageusement, pour souffler de l'air comprimé sur les surfaces extérieures de ladite pièce, on coiffe ladite pièce par un réceptacle en forme de godet qui présente une cavité interne débouchant sur une face d'extrémité dudit réceptacle par une ouverture, de telle manière que l'espace libre de ladite cavité, qui entoure ladite pièce, communique avec l'extérieur par ladite ouverture, et on injecte de l'air comprimé dans ledit espace libre. Avantageusement, on utilise un réceptacle dont la cavité interne est délimitée par un fond et une paroi latérale de forme générale cylindrique, ladite paroi latérale ayant une section droite légèrement plus grande que le contour de ladite pièce, vue dans la direction des génératrices de ladite paroi latérale, et on injecte l'air comprimé par un orifice principal ménagé dans ladite paroi latérale au voisinage dudit fond. Avantageusement, on diffuse de plus un gaz froid complémentaire dans ledit espace libre au moyen d'une pluralité de diffuseurs ménagés dans ladite paroi latérale. Ce gaz froid peut être de l'air comprimé. La présente invention concerne également un procédé nouveau pour saisir une pièce telle qu'un bouchon cn matériau thermoplastique. Il a été constaté, contre toute attente, qu'en utilisant le réceptacle mentionné ci-dessus avec une pièce de telle qu'un bouchon en matériau thermoplastique, la pièce est soumise à une force dirigée vers le fond du réceptacle. Ceci est probablement dû au fait que l'air comprimé se détend dans l'espace libre annulaire compris entre la pièce et la paroi latérale, ct sort à grande vitesse par l'ouverture du réceptacle, provoquant ainsi une aspiration de l'air emprisonné au fond du réceptacle, c'est-à-dire une dépression. En général, pour sortir une pièce d'un moule, on utilise des moyens de préhension qui comportent des mâchoires ou des doigts pour saisir la pièce. Lorsque la pièce est de faible poids, ce qui est le cas pour un bouchon en matériau thermoplastique, on utilise une ventouse associée à une source de vide. Mais l'utilisation d'une ventouse est inappropriée lorsque les surfaces extérieures de la pièce présentent des aspérités diverses. Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'on utilise un réceptacle en forme de godet, présentant une cavité interne délimitée par un fond et une paroi latérale de forme générale cylindrique dont la section droite est sensiblement plus grande que le contour de la pièce à saisir vue dans la direction des génératrices de ladite paroi latérale, ladite cavité débouchant sur l'une des faces dudit réceptacle par une ouverture, on coiffe ladite pièce par ledit réceptacle de telle manière que l'espace libre de ladite cavité, qui entoure ladite pièce, communique avec l'extérieur par ladite ouverture, et on injecte de l'air comprimé dans ladite cavité par un orifice principal ménagé dans ladite paroi latérale et débouchant dans ladite cavité au voisinage dudit fond, grâce à quoi il s'exerce sur ladite pièce une force tendant à l'appliquer contre le fond de ladite cavité. Avantageusement, ledit orifice débouche dans ladite cavité à environ cinq millimètres du fond. Grâce à ce procédé, il est possible de retirer les pièces d'un moule soit dans une direction verticale, soit dans une direction horizontale selon le plan de joint du moule. Lors du transfert des pièces par les moyens de préhension équipés de ces réceptacles, le réceptacle peut avoir son ouverture ouverte vers le haut, sur un côté ou même vers le bas. Après redroidissement de la pièce, celle-ci est déposée sur la- machine suivante de la chaîne de fabrication par les moyens de préhension. L'ouverture du réceptacle est disposée vers le bas ct il suffit de couper l'arrivée d'air dans le réceptacle pour que la pièce tombe par gravité. La présente invention conceme également un dispositif de préhension d'une pièce, telle qu'un bouchon en matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, un réceptacle en forme de godet, présentant une cavité inteme délimité par un fond et une paroi latérale de forme générale cylindrique dont la section droite est légèrement plus grande que le contour de ladite pièce vue dans la direction des génératrices de ladite paroi latérale, ladite cavité débouchant sur l'une des faces dudit réceptacle par une ouverture, un orifice étant ménagée dans ladite paroi latérale et débouchant dans ladite cavité au voisinage dudit fond, et, d'autre part, une source d'air sous pression relié audit orifice. la présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique montre en coupe le dispositif de l'invention utilisé pour extraire un bouchon d'un moule et pour le refroidir. Sur le dessin, on voit une partie 1 d'un moule ouvert à plan de joint vertical, qui retient un bouchon 2, ou tête de bouchon, réalisé par injection d'un polymère thermoplastique connu sous la marque SURLYN. Cette tête de bouchon 2 a une forme globalement sphérique et présente une surface extérieure rugueuse. Elle présente également un alésage interne 3 ouvert du côté de la partie de moule 1. Pour extraire le bouchon 2 du moule et le refroidir afin que sa surface extérieure reste mate et sans deformation, il est prévus selon l'invention, des moyens de préhension 4 qui comportent une plaque mobile 5 montée sur un convoyeur ou un bras manipulateur, et au moins un réceptacle 6 qui se présente sous la forme d'un godet et qui est fixé sur la plaque mobile 5. Le réceptacle 6 comporte une cavité interne 6a, délimitée par un fond 7 et une paroi latérale de forme générale cylindrique 10 dont la section droite est légèrement plus grande que le contour du bouchon 2 vu dans la direction des génératirces de la paroi latérale 10. Le réceptacle 6 vient coiffer le bouchon 2 et son ouverture 9 est dirigée du côté de la partie de moule 1. Le fond 7 du réceptacle 6 est situé à une faible distance du bouchon 2. Un doigt 15 est fixé au réceptacle 6 et s'étend dans la cavité interne 6a du réceptacle 6 au voisinage du fond 7. Ce doigt 15 sert à immobiliser le bouchon 2 en rotation et d'éviter des frottements du bouchon 2 contre le réceptacle 6, lesdits frottements pouvant entrainer des brillances sur la surface du bouchon 2. Un alésage radial 8 est ménagé dans la paroi latérale 10 du réceptacle 6. Cet alésage 8 est relié à une source d'air sous pression non représentée, et il débouche, dans la cavité interne 6a, à environ 5 mm au-dessus du fond 7. Une cavité annulaire étanche 11 est prévue dans la paroi latérale 10 entre l'alésage 8 et l'ouverture 9 du réceptacle 6. Cette cavité 11 communique avec la source d'air sous pression par un alésage 12. Une pluralité de diffuseurs 13 mettent en communication la cavité annulaire 11 avec la cavité interne du réceptacle 6 dans laquelle loge le bouchon 2. Les diffuseurs 13 peuvent être disposés, si besoin est, de manière à insuffler de l'air sous pression sur des zones préalablement choisies de la surface extérieure du bouchon 2. Le bouchon 2 étant immobilisé en rotation par le doigt 15, les diffuseurs 13 peuvent être orientés vers les zones massives de la surface du bouchon 2. L'air comprimé injecté par l'alésage 12 peut être remplacé par tout autre fluide gazeux froid. Lorsque le réceptacle 6 coiffe le bouchon 2, on introduit de l'air comprimé par l'alésage 8 et par l'alésage 12. L'air insufflé par l'alésage 8 se détend dans l'espace libre annulaire 14 séparant la paroi latérale 10 du réceptacle 6 et le bouchon 2 et sort par l'ouverture 9. le bouchon 2 est alors soumis à une force F qui tend à le plaquer contre le fond 7 du réceptacle 6. De plus, cet air injecté et détendu provoque un refroidissement énergique du bouchon 2. L'air diffusé par les diffuseurs 13 assure un refroidissement complémentaire du bouchon 2. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le bouchon 2 présente un alésage borgne 3. il a été constaté que lorsque l'alésage 3 traverse le bouchon 2 de part en part, ce dernier est encore soumis à une force F qui tend à le plaquer contre le fond 7 du réceptacle 6. Pour que le réceptacle 6 décrit ci-dessus puisse servir de moyen de préhension de la pièce 2, iI faut impérativement que la section de la paroi latérale 10 épouse la forme de la pièce 2. Le bouchon 2 utilisé dans les exemples décrits ci-dessus a une tête ayant une forme globalement sphérique. Toutefois, l'invention ne se limite pas à ce type de pièce. L'expérience a en effet montré que le réceptacle 6 peut retenir une douille de 22 grammes, tirée d'un tube d'acier ayant un diamètre extérieur de 32 millimètres et un diamètre intérieur de 25 millimètres, ladite douille ayant une hauteur de 9,5 millimètres. REVENDICAlTONS 1. Procédé pour conserver un aspect mat à une pièce réalisée par injection d'un polymère thermoplastique notamment un ionomère, dans un moule (1), caractérisé en ce quton ouvre le moule (1) après injection, on saisir la pièce (2) par des moyens de préhension (4) afin de la transférer vers un autre poste, et on refroidit énergiquement ladite pièce (2) pendant son transfert en soufflant de l'air comprimé sur les surfaces extérieures de ladite pièce (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour souffler de l'air comprimé sur les surfaces extérieures de ladite pièce (2), on coiffe ladite pièce (2) par un réceptacle (6) en forme de godet qui présente une cavité interne (6a) débouchant sur une face d'extrémité dudit réceptacle (6) par une ouverture (9), de telle manière que l'espace libre (14) de ladite cavité (6a) qui entoure ladite pièce (2) communique avec l'extérieur par ladite ouverture (9), et on injecte de l'air comprimé dans ledit espace libre (14). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise un réceptacle (6) dont la cavité interne (6a) est délimitée par un fond (7) et une paroi latérale de forme générale cylindrique (10), ladite paroi latérale (10) ayant une section droite légèrement plus grande que le contour de ladite pièce (2) vue dans la direction des génératrices de ladite paroi latérale (10), et en ce qu'on injecte l'air comprimé par un orifice principal (8) ménagé dans ladite paroi latérale (10) au voisinage dudit fond (7). 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'on diffuse de plus un gaz froid complémentaire dans ledit espace libre (14) au moyen d'une pluralité de diffuseurs (13) ménagés dans ladite paroi latérale cylindrique (10). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on maintient ladite pièce (2) immobile en rotation dans ledit réceptacle (6), et en ce que les diffuseurs (13) sont orientés vers les zones massives de ladite pièce (2).