Brevet FR2710341A1 — publié le 19950331

La présente invention concerne la fabrication de pièces par moulage dans une presse à compression. Elle concerne plus particulièrement le moulage de pièces en résine polymérisable. Pour obtenir la polymérisation, on utilise un catalyseur que l'on introduit dans la résine. Cette opération peut être réalisée sous la presse et est donc effectuée alors que le moule n'est pas encore fermé. Lorsque le catalyseur réagit avec la résine, le polymérisation s'effectue vite et il est donc nécessaire d'opérer rapidement pour éviter une prise prématurée de la résine avant la fermeture de la presse afin d'éviter des incidents tels que la détérioration du moule qui peut se briser si la presse est fermée alors que la résine est déjà partiellement solidifiée. Cela entraîne donc la perte de la pièce. Pour éviter cette prise rapide de la résine, on peut introduire dans le moule un produit inhibiteur qui freine le processus de polymérisation. Le temps de blocage de la prise de la résine est cependant limité et ne permet pas de faire face à tous les incidents. Ainsi, par exemple, si on s' aperçoit que le tissu ou squelette disposé dans le moule est mal placé, il faut arrêter la descente de la presse et repositionner le tissu, ce qui nécessite un temps important si bien que la prise de la résine peut avoir débuté. Par ailleurs, cette fermeture est effectuée à distance et on ne peut pas surveiller l'état de prise de la résine. De plus, l'utilisation de l'inhibiteur précité augmente notablement la durée totale de l'opération de polymérisation et de prise, ce qui diminue la cadence de fabrication des pièces. Enfin, l'utilisation d'un inhibiteur entraîne un coût supplémentaire de fabrication. Il est donc souhaitable de pouvoir introduire la résine catalysée au dernier moment, lorsque que tout a été vérifié, cette introduction étant donc faite lorsque le moule 3 est en place dans la presse à compression. A cet effet, l'invention a pour objet un support de catalyseur destiné au moulage de pièces en résine polymérisée dans une presse à compression, ledit catalyseur étant mélangé à la résine pour accélérer le processus de polymérisation, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un voile déformable imprégné de catalyseur et miscible dans la résine à polymériser. Ce support peut être placé sur le dessus du moule sans contact avec la résine polymérisable et la mise en contact du catalyseur avec la résine se fera sous l'action de la fermeture de la presse. Le voile chargé de catalyseur se mêlera à la résine. Avantageusement, on utilise un voile de verre acrylique, polyester et tous supports compatibles avec la matrice (résine). Selon une autre caractéristique de l'invention, le support est recouvert d'un film en matière déformable et imperméable à la résine à polymériser. Ce film sert à protéger la matrice supérieure ou poinçon et facilite l'opération d'ouverture de la presse en empêchant la pièce moulée d'adhérer au poinçon. Avantageusement, ledit film est en polyéthylène étirable. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support de catalyseur est fabriqué en feuilles de grandes dimensions et découpé à la demande. Ceci permet de réduire le coût du support de catalyseur. L'invention a également pour objet un procédé d'introduction d'un catalyseur dans la résine polymérisable contenue dans un moule ou matrice inférieure d'une presse à compression comportant une matrice supérieure ou poinçon mobile en translation verticale et coopérant avec la matrice inférieure, caractérisé en ce que l'on introduit la résine, avec éventuellement un squelette en tissu dans le moule à l'extérieur de la presse, en ce que l'on tend un support de catalyseur du type précité sur la face supérieure du moule, en ce que l'on met le moule en place sous la presse et en ce que l'on actionne la presse. Selon une autre caractéristique de l'invention, la résine est préchauffée avant son introduction dans le moule. Ceci permet de réduire le temps total de polymérisation. Avantageusement, la résine est portée à une température comprise entre environ 60"C et 80"C. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente en coupe partielle un support de catalyseur selon l'invention; - la Fig.2 illustre le procédé selon l'invention; et - les Fig.3 et 4 sont des diagrammes de température en fonction du temps montrant le processus de polymérisation et de prise de la résine, respectivement dans le cas où l'on utilise une polymérisation classique et dans le cas où on utilise un support de catalyseur selon l'invention. La Fig.l représente en coupe un support de catalyseur conforme à l'invention; il est constitué d'un voile 1, tel qu'un voile de verre acrylique, polyester etc, qui est imprégné d'un catalyseur à l'état sec. Ce voile présente une grande capacité à la déformation; il peut être déformé et étiré à souhaits. I1 est revêtu d'un film 2 en matière également capable de subir de grandes déformations. Cette matière est, de plus, imperméable à la résine utilisée. On peut par exemple utiliser un film en polyéthylène étirable. Le catalyseur peut par exemple être du peroxyde de benzoïle qui, en fait, initie un ou plusieurs autres catalyseurs introduits dans la résine et qui s'activent en cascade. Un tel support de catalyseur peut être fabriqué en feuilles de grandes dimensions qui seront découpées aux dimensions convenant au moule utilisé. La Fig.2 représente schématiquement un moule de formage 3 qui est disposé sous une matrice supérieure ou poinçon 4 d'une presse à compression de type classique. Le moule 3 est rempli avec une résine 5 sous forme liquide après mise en place sur les parois du moule 3 d'un tissu formant un squelette pour la pièce à réaliser. Comme indiqué ci-dessus, il s'agit d'une résine qui polymérise à chaud et se solidifie; elle peut comprendre d'autres catalyseurs se déclenchant en cascade. Conformément à l'invention, on découpe une feuille 7 de support de catalyseur du type décrit cidessus aux dimensions extérieures de la face supérieure du moule 3. Cette feuille 7 est fixée sur les bords du moule 3 de manière à être tendue. Le moule est alors prêt pour l'opération de formage à chaud dans la presse à compression et peut donc être mis en place dans cette presse. Le temps de préparation du moule et de sa mise en place n'est pas critique puisque le catalyseur de la feuille 7 n'est pas en contact avec la résine 5. La presse est ensuite fermée et le poinçon 4 déforme la feuille 7 qui, en fin de course du poinçon vient tremper dans la résine 5. I1 en résulte que le catalyseur porté par le voile 1 est introduit dans la résine et le processus de polymérisation et de solidification commence. La mise sous pression entraîne un échauffement de la résine et la réaction de polymérisation étant exothermique, la température de la résine augmente rapidement jusqu'à la polymérisation totale de la résine et sa solidification. Pendant cette opération, le film 2 imperméable à la résine recouvre le poinçon 4 et le protège contre toute salissure. Lorsque le processus de prise de la résine polymérisée est terminé, on ouvre la presse, le poinçon 4 monte et se dégage du moule 3. Cette opération d'ouverture est facilitée par la présence du film 2 qui empêche toute adhésion du poinçon à la pièce qui a été formée. Avantageusement, la résine est préchauffée avant d'être introduite dans le moule. Elle est porté à une température inférieure à la température de déclenchement du catalyseur qu'elle peut contenir, par exemple à une température comprise entre environ 60"C à 80"C. Ceci permet d'accélérer le processus de polymérisation et de solidification et, par suite, d'augmenter la cadence de fabrication. La Fig.3 est un diagramme de la température à laquelle est portée la résine pendant l'opération de compression dans le cas où l'on utilise le procédé classique selon lequel la résine comporte le catalyseur et un inhibiteur. On voit qu'il existe un "temps de gel" initial, par exemple d'environ 10 mn, pendant lequel la température ne varie pas. Ensuite, la température augmente relativement rapidement jusqu a une température de pic exothermique, par exemple environ 200"C (éprouvette). Ensuite, la température décroît lentement pour le démoulage. Plus on retarde la prise de la résine, plus la pente de montée en température est faible si bien que lorsque l'on utilise un inhibiteur, le temps nécessaire pour la prise est important. La Fig.4 est le diagramme correspondant lorsque l'on utilise le support de catalyseur et le procédé selon l'invention. Dans ce cas, après le "temps de gel" (deux minutes au maximum), le catalyseur amené par le support de catalyseur agit aussitôt et la montée en température est presque instantanée; on obtient par exemple un pic exothermique vers 220"C (éprouvette) en deux minutes. I1 en résulte que le temps total de l'opération est fortement réduit, surtout lorsque la résine est introduite dans le moule à une température de préchauffage, comme indiqué plus haut. On voit que l'invention permet de bloquer la polymérisation jusqu'à la descente de la presse, puisque le catalyseur n'est introduit dans la résine qu'au moment de la fermeture de la presse. Ceci permet de disposer d'un temps suffisant pour la préparation du moule et les dernières vérifications avant la fermeture de la presse. Par ailleurs, la suppression de l'inhibiteur permet d'obtenir une montée en température très rapide et, par suite, d'augmenter notablement la cadene de fabrication. REVENDICATIONS 1. Support de catalyseur (7) destiné au moulage de pièces en résine polymérisée dans une presse à compression, ledit catalyseur (7) étant mélangé à la résine (5) pour accélérer le processus de polymérisation, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un voile déformable (1) imprégné de catalyseur et miscible dans la résine (5) à polymériser. 2. Support de catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un voile de verre (1) acrylique, polyester et du péroxyde sec. 3. Support de catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est recouvert d'un film (2) en matière déformable et imperméable à la résine à polymériser. 4. Support de catalyseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit film (2) est en polyéthylène étirable. 5. Support de catalyseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est fabriqué en feuilles de grandes dimensions et découpé à la demande. 6. Procédé d'introduction d'un catalyseur dans la résine polymérisable (5) contenue dans un moule ou matrice inférieure (3) d'une presse à compression comportant une matrice supérieure ou poinçon (4) mobile en translation verticale et coopérant avec la matrice inférieure (3), caractérisé en ce que l'on introduit la résine (5), avec éventuellement un squelette (6) en tissu dans le moule (3) à l'extérieur ou à l'intérieur de la presse, en ce que l'on tend un support de catalyseur (7) selon l'une des revendications 1 à 5, sur la face supérieure du moule (3), en ce que l'on met le moule (3) en place sous la presse et en ce que l'on actionne la presse. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la résine (5) est préchauffée avant son introduction dans le moule. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la résine (5) est portée à une température comprise entre environ 60 C et 80 C. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine peut être dotée à l'origine d'un catalyseur qui se déclenche en cascade par les effets exothermiques du support catalyseur (7).