Brevet FR2717507A1 — publié le 19950922

Procédé de fabrication de produits en matière extrudée par mouvement relatif, dispositif de fabrication et produits correspondants. Le domaine de l'invention est celui de la fabrication de produits en matière extrudée, qu'il s'agisse de produits finis ou de produits semi-finis destinés à être retravaillés, tels que des films de matière pouvant être découpés et mis en forme. La technique de l'extrusion est bien connue, et est mise en oeuvre dans de nombreux domaines, allant de l'extrusion de la terre cuite à celle du PVC, en passant par exemple par le verre. De façon générale, l'extrusion consiste à pousser une matière à travers une filière, se terminant par au moins une tête d'extrusion délivrant la matière extrudée sous la forme d'un fil. Classiquement, lorsqu'il s'agit de matière plastique, le ou les fils de matière extrudée sont étirés puis cardés. Ils peuvent ensuite être tissés, de façon à produire des pièces de matière, sous la forme de films, trouvant des applications variées dans de nombreux domaines, en fonction de la matière utilisée. Le problème de cette méthode connue est qu'elle comprend plusieurs étapes complexes. C'est notamment le cas du tissage, qui nécessite un appareillage de précision, donc coûteux, et qui demande un temps de fabrication non négligeable. Les autres opérations, telles que le cardage, exigent également des dispositifs spécifiques. Par ailleurs, les systèmes connus de tissage sont dédiés à certains types d'application ou à certains types de matériau. ll n'est pas possible, ou à tout le moins peu aisé, de varier les produits fabriqués. De plus, la diversité des produits réalisables est très limitée, en particulier en ce qui concerne les écartements maximum et minimum entre fils, l'épaisseur du tissu, etc... L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, l'invention a pour objectif de fournir un procédé de fabrication de produits en matière extrudée ne nécessitant aucun appareillage de précision, ni aucun dispositif spécifique (de tissage et de cardage notamment). Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé pouvant être mis en oeuvre avec n'importe quel type de matériau extrudé. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé permettant de varier les produits fabriqués, sans adaptation complexe des dispositifs mis en oeuvre. L'invention a également pour objectif de fournir un tel procédé permettant de réaliser de nombreux produits nouveaux, ne pouvant pas être fabriqués selon les techniques connues. L'invention a encore pour objectif de fournir un dispositif de fabrication de produits en matière extrudée qui soit peu complexe et qui permette de fabriquer différents types de produits, avec un temps de fabrication de chaque produit très faible. En d'autres termes, l'invention a notamment pour objectif de fournir un tel dispositif qui soit peu coûteux à mettre en oeuvre, et qui permette en conséquence de réaliser des produits (finis ou semi-finis) à très faible coût. Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de fabrication de produits finis ou semifinis en matière extrudée, ladite matière extrudée étant délivrée par au moins une tête d'extrusion sous la forme d'un fil continu, ladite matière étant déposée, sous l'effet de la gravité, sur un support de réception, et un mouvement relatif contrôlé étant assuré entre ladite tête d'extrusion et ledit support de réception. Ainsi, le procédé de l'invention consiste à déposer un ou plusieurs fils directement sur un support. Le mouvement relatif entre le support et la ou les têtes d'extrusion, s'il est contrôlé de façon adéquate, fait que les fils déposés viennent se superposer les uns sur les autres. Lors du dépôt, la matière extrudée n'est pas encore solidifiée. Chaque point de croisement de fils déposés devient un point de solidarisation du matériau, après refroidissement. En d'autres termes, le produit obtenu n'est pas un tissu (qui suppose un entrelacement de fils), mais un film de fils superposés et entrecroisés. Cette technique nouvelle permet de réaliser des produits très proches des tissus obtenus selon les méthodes classiques, dès lors que les fils entrecroisés suivent sensiblement le trajet que suivraient des fils tissés. Le film obtenu est très résistant, la matière en chaque point de croisement formant un point de matière unique (mélange de deux fils) avant le séchage. Le coût de fabrication, ainsi que cela apparaît clairement, est fortement réduit, par rapport aux techniques de tissage, et la souplesse du procédé est beaucoup plus grande. Par ailleurs, ce dispositif permet de fabriquer des produits tout à fait nouveaux, selon le mouvement imprimé aux fils et/ou au support. n n'est pas en effet nécessaire de simuler un tissage. Tout autre mouvement est possible (circulaire, ellipsoidal, pseudoaléatoire, géométrique,...) permettant par exemple de réaliser des figures s'apparentant à des broderies. I1 convient de noter que l'invention ne présente aucune difficulté technique de mise en oeuvre, pour l'homme du métier. En effet, la nouveauté de l'invention ne repose pas sur des éléments techniques, mais sur une approche inventive de la fabrication des produits en matière extrudée, allant à l'encontre des préjugés de l'homme du métier. Celui-ci étant persuadé qu'il était nécessaire de filer cette matière, avant de la tisser. L'inventeur a vérifié qu'une dépose directe du matériau sur un support en mouvement permet d'obtenir des résultats similaires, pour un coût bien inférieur. Avantageusement, ledit support de réception peut effectuer au moins un des mouvements appartenant au groupe comprenant: un mouvement de rotation autour d'au moins un axe prédéterminé; un déplacement axial selon au moins un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de dépose de ladite matière; - un déplacement axial selon un axe sensiblement parallèle audit axe de dépose de ladite matière; un mouvement d'inclinaison par rapport audit axe de dépose de ladite matière. Ainsi, si l'axe de dépose de la matière extrudée est l'axe vertical, comme c'est le cas généralement du fait de la pesanteur, le support de réception peut se déplacer en translation dans un plan horizontal et/ou selon un axe vertical, et en rotation (autour d'un axe vertical et/ou autour d'un axe horizontal). Selon un autre mode de réalisation, ce sont les têtes d'extrusion qui sont mobiles. Bien sûr, les têtes et le support peuvent être mobiles simultanément. Avantageusement, on peut encore imprimer un mouvement à au moins un fil de matière extrudée durant sa chute vers ledit support de réception, par exemple à l'aide d'une soufflerie soufflant par intermittence et/ou avec une puissance variable. Ainsi, il existe plusieurs façon de contrôler le chemin de dépôt du fil continu de matière extrudée sur le support de réception. n est clair que ces différentes possibilités peuvent être combinées et qu'en résumé n'importe quel chemin de dépôt est réalisable. Dans le cas de la fabrication de produits semi-finis (apparentés à un tissu), le support effectue de plus un mouvement continu de défilement longitudinal, par exemple à l'aide d'un tapis roulant. Préférentiellement, ladite matière extrudée est délivrée par une pluralité de têtes d'extrusion organisée en au moins une rangée de têtes d'extrusion. Ainsi, la fabrication des produits est encore plus rapide puisque plusieurs fils de matière extrudée se déposent simultanément sur le support de réception, et cela permet d'assurer une répartition sensiblement homogène des fils. Avantageusement, au moins deux desdites têtes d'extrusion délivrent respectivement des fils de matière extrudée de couleur et/ou de diamètre et/ou de matériau différents. Les produits fabriqués peuvent donc présenter des alternances de couleurs, de matériaux utilisés ou plus généralement d'apparence. De façon avantageuse, la matière extrudée par au moins une tête d'extrusion est obtenue à partir d'une succession de matériaux d'au moins deux couleurs distinctes, de façon à produire des fils de couleurs dégradées. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, on contrôle et/ou on fait varier au moins un des paramètres appartenant au groupe comprenant: vitesse d'au moins un des mouvements dudit support de réception; vitesse d'au moins un des mouvements desdites têtes d'extrusion; - vitesse de la vis d'extrusion. A nouveau, on modifie ainsi l'apparence des produits fabriques. Préférentiellement, le procédé comprend de plus au moins une des étapes classiques appartenant au groupe comprenant: une étape de calandrage desdits produits; une étape de refroidissement. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit support de réception comprend un moule définissant une forme d'un produit à fabriquer. De cette façon, la matière extrudée se dépose sur le moule et lorsqu'elle l'a recouvert (entièrement ou seulement partiellement), l'ensemble constitue, après démoulage, un produit possédant une forme désirée. Le mouvement relatif appliqué au support tient compte, dans ce cas, de la forme à réaliser. Dans un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, ledit support de réception porte un objet destiné à être recouvert par ladite matière extrudée. On effectue ainsi en une opération unique le dépôt d'une couche protectrice et/ou décorative sur cet objet. L'invention concerne également un dispositif de fabrication de produits finis ou semi-finis en matière extrudée, ladite matière extrudée étant délivrée par au moins une tête d'extrusion sous la forme d'un fil continu, ledit dispositif comprenant un support de réception recevant, sous l'effet de la gravité, le ou lesdits fils continus, et des moyens de réalisation d'un mouvement relatif entre ledit support de réception et la ou lesdites têtes d'extrusion. Enfin, l'invention concerne aussi tout produit fabriqué et/ou recouvert selon le procédé et/ou le dispositif décrits précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels: - les figures 1A et 1B sont deux schémas simplifiés de modes de réalisation préférentiel d'un dispositif selon l'invention ; et - la figure 2 présente un schéma synoptique d'un mode de réalisation préférentiels d'un procédé selon l'invention. L'invention concerne donc un procédé ainsi qu'un dispositif de fabrication de produits finis ou semi-finis en matière extrudée. Ce procédé, basé sur la réalisation d'un mouvement relatif entre les têtes d'extrusion et le support de réception, permet de réaliser des produits similaires à des produits tissés, mais également de nombreux produits tout à fait nouveaux. La figure 1A présente un dispositif selon l'invention, permettant la fabrication d'un objet par moulage, en l'occurrence un chapeau. De façon classique, la matière extrudée 3 est délivrée par une extrudeuse 1 qui reçoit une matière extrudable quelconque 2 (PVC plastifié, polypropylène, polystyrène, polycarbonate, ou encore terre cuite, verre, etc...). En fonction du nombre de têtes d'extrusion que comporte l'extrudeuse 1, la matière extrudée 3 sort sous la forme d'un nombre plus ou moins important de fils continus 41 à 4n de matière. Pour cela, dans l'exemple présenté sur la figure 1A, il existe une pluralité de têtes d'extrusion (non représentées) placées à l'intérieur d'un bloc spécifique 7. Cependant, il est clair que le dispositif peut ne comprendre qu'une seule tête d'extrusion. Dans ce cas, un mouvement de va et vient dans deux directions peut permettre de réaliser l'équivalent d'un tissage. Le principe de l'invention consiste à inclure dans le dispositif un support de réception 5 des fils continus 41 à 4n et des moyens 6 assurant un mouvement relatif entre le support de réception 5 et la ou les têtes d'extrusion. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : la matière extrudée 3 est déposée, sous l'effet de la gravité, sur le support de réception 5, et c'est le mouvement relatif contrôlé entre les têtes d'extrusion et le support de réception qui permet de réaliser n'importe quel type de produits finis ou semi-finis. En effet, ce mouvement contrôlé permet de réaliser des croisements de fils, qui deviennent des points de solidarisation de la matière. La matière, lors du dépôt, est encore fluide, et les deux fils à l'endroit du croisement ne font plus qu'un. En séchant, l'ensemble se solidifie, et l'objet obtenu est très résistant, du fait de ces points de liaison. La matière extrudée déposée sur le support de réception 5 peut permettre soit de fabriquer un produit semi-fini ou fini, soit de recouvrir un objet. La fabrication d'un produit semi-fini consiste par exemple à réaliser sur le support de réception 5 une pièce de matière plate équivalente à un tissu, ou film. Dans ce cas, le support est par exemple un tapis roulant avançant régulièrement, auquel on imprime de plus les mouvements nécessaires à l'invention. La fabrication d'un produit fini, comme présenté sur la figure 1A, consiste à utiliser un moule 8 de forme quelconque destiné à être recouvert de matière extrudée 3 de façon à former un produit de forme désirée (un chapeau dans cet exemple). Selon une variante, le support de réception 5 porte un objet qui est alors recouvert de matière extrudée 3. A titre d'exemple, il peut s'agir d'un livre, dont on réalise une couverture protectrice et décorative. La figure 1B illustre un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. L'extrudeuse 1 et la filière 7 sont identiques à celles décrites en relation avec la figure 1. Toutefois, la filière 7 est montée dans le sens transversal, c'est-à-dire parallèle aux axes 16 d'entraînement du tapis 15, ce qui demande un léger mouvement. Le tapis 15 se déplace dans le sens représenté par la flèche 17. n peut également subir un mouvement transversal 18, ainsi qu'un mouvement de montée / descente 19, qui permet de faire varier le diamètre des films. La simple chute des fils 41 à 4n, sans mouvement du tapis (ou avec un mouvement léger) permet d'obtenir des spirales se chevauchant (110). En effet, les fils prennent naturellement la forme de spirales, lorsqu'on les laisse choir. Comme cela apparaît sur la figure 2 qui présente un schéma synoptique d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, l'étape 21 de dépôt de matière extrudée sur le support de réception peut être suivie d'une étape 22 de calandrage, par exemple par rouleau, et d'une étape 23 de refroidissement, par exemple par air. Ces deux dernières étapes sont bien connues de l'homme du métier. Afin de permettre n'importe quel mouvement relatif entre les têtes d'extrusion et le support de réception 5, on peut envisager plusieurs possibilités. Un premier mode de réalisation du mouvement relatif entre les têtes d'extrusion et le support de réception consiste à rendre mobile le support de réception 5, de façon qu'il puisse effectuer différents mouvements, et notamment: un mouvement de rotation 24 au tour d'au moins un axe prédéterminé (par exemple, le support de réception 5 est un plateau tournant autour d'un arbre central vertical); un déplacement axial 25 selon au moins un axe (c'est-à-dire un déplacement dans un plan) sensiblement perpendiculaire à l'axe de dépose de la matière extrudée 3; - un déplacement axial 26 selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de dépose de la matière extrudée 3; un mouvement d'inclinaison 27 par rapport à l'axe de dépose de la matière extrudée 3. Généralement, l'axe de dépose de la matière extrudée 3 est un axe vertical. Ainsi, le dispositif présenté sur la figure 1 comprend divers moyens 6 permettant d'effectuer ces différents mouvements, et notamment: des moyens 9 (par exemple un moteur avec un variateur électronique) permettant de faire tourner le support de réception 5 (comme indiqué par la flèche à double sens référencée 14); - des moyens 10 permettant d'incliner le support de réception 5 (comme indiqué par la flèche à double sens référencée 11); - des moyens 12 permettant d'imprimer un mouvement horizontal au support de réception (comme indiqué par la flèche à double sens référencée 13). Dans l'exemple de la figure 1A, les mouvements peuvent être les suivants: - un mouvement de va-et-vient permanent des moyens 12, pour effectuer l'entrelacement des fils; un mouvement de rotation 14 permanent, pour faire le tour du chapeau; un mouvement d'inclinaison pour mettre en position horizontale les bords du chapeau. Un second mode de réalisation du mouvement relatif entre les têtes d'extension et le support de réception consiste à rendre mobile le bloc 7 de têtes d'extrusion (ou même seulement certaines têtes de ce bloc 7). Les têtes d'extrusion peuvent alors effectuer n'importe quel type de mouvement 28 (rotation, inclinaison, déplacement axial, etc...) grâce à tout type de moyens adéquats que l'homme du métier saura choisir. I1 est à noter que le contrôle de la hauteur de chute des fils présente un intérêt particulier. En effet, les fils ont tendance à s'étirer, et en conséquence le diamètre du fil déposé varie en fonction de cette hauteur. On peut également imprimer un mouvement 29 à au moins certains des fils 41 à 4n de matière extrudée pendant leur chute vers le support de réception, par exemple grâce à une soufflerie variable placée en regard de la trajectoire de chute de la matière extrudée. On peut bien sûr combiner les différents modes de réalisation précédents (dans lesquels respectivement le support de réception est mobile, les têtes d'extrusion sont mobiles, et la trajectoire de la matière extrudée est modifiée pendant la chute). Afin de fabriquer différents types de produits, il est possible de modifier certains paramètres, et notamment: - la vitesse de chacun des mouvements 24 à 27 du support de réception 5; - la vitesse de chacun des mouvements 28 des têtes d'extrusion ; et - la vitesse 210 de la vis d'extrusion, c'est-à-dire plus généralement le débit de matière extrudée (agissant sur le diamètre des films). Afin de fabriquer différents types de produits, il est également possible, comme on l'a déjà mentionné, de modifier l'organisation de la pluralité de têtes d'extrusion, et par exemple de les disposer en une ou plusieurs rangées. On peut également prévoir que les fils 41 à 4n de matière extrudée possèdent des couleurs et/ou des diamètres distincts, et/ou sont constitués de matériaux différents. Selon encore une autre variante, les fils 41à 4n de matière extrudée peuvent présenter des couleurs variables et dégradées. Pour cela, on peut par exemple introduire la matière à extruder sous forme de boules de matière constituées d'un mélange de deux (ou plus) couleurs. L'invention permet donc de réaliser des produits en matière extrudée ayant l'aspect d'un tissu. Cependant, elle offre aussi la possibilité de réaliser de nombreux autres produits, qui n'ont jamais pu être réalisés jusqu'ici. En effet, il est possible de réaliser des films avec des mailles très espacées (par exemple quelques centimètres). Du fait que les points de contact sont collés, le maillage reste figé dans la forme qu'on lui a fixée. Par ailleurs, il est possible d'imposer un mouvement quelconque, circulaire ou aléatoire, ou correspondant à un modèle complexe. On peut ainsi tracer des motifs variés, éventuellement en couleur, simplement en contrôlant le mouvement du dispositif. De nombreux objets peuvent être fabriqués selon l'invention, tels que, par exemple, des chapeaux, des rideaux ou éléments de cloison, des tapis (de sol, de salle de bains, de baignoire), des corbeilles... De nombreuses autre utilisations et mises en oeuvre de l'invention apparaîtront directement à l'homme du métier. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de produits finis ou semi-finis en matière extrudée, ladite matière extrudée (3) étant délivrée par au moins une tête d'extrusion sous la forme d'un fil continu (41 à 4,), caractérisé en ce que ladite matière (3) est déposée (21), sous l'effet de la gravité, sur un support de réception (5 ; 15), et en ce qu'on assure un mouvement (11, 13, 14; 17, 18, 19) relatif contrôlé entre ladite tête d'extrusion et ledit support de réception. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support de réception (5; 15) peut effectuer au moins un des mouvements appartenant au groupe comprenant: - un mouvement de rotation (14) autour d'au moins un axe prédéterminé; - un déplacement axial (13 ; 17, 18) selon au moins un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de dépose de ladite matière; - un déplacement axial (19) selon un axe sensiblement parallèle audit axe de dépose de ladite matière; - un mouvement d'inclinaison (11) par rapport audit axe de dépose de ladite matière. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la ou lesdites têtes d'extrusion sont mobiles. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on imprime un mouvement à au moins un fil de matière extrudée durant sa chute vers ledit support de réception. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite matière extrudée est délivrée par une pluralité de têtes d'extrusion organisée en au moins une rangée de têtes d'extrusion. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins deux desdites têtes d'extrusion délivrent respectivement des fils de matière extrudée de couleur et/ou de diamètre et/ou de matériau différents. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière extrudée par au moins une tête d'extrusion est obtenue à partir d'une succession de matériaux d'au moins deux couleurs distinctes, de façon à produire des fils de couleurs dégradées. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on contrôle et/ou on fait varier au moins un des paramètres appartenant au groupe comprenant: - vitesse (24 à 27) d'au moins un des mouvements dudit support de réception; - vitesse (29) d'au moins un des mouvements desdites têtes d'extrusion; - vitesse (210) de la vis d'extrusion. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins une des étapes appartenant au groupe comprenant: - une étape (22) de calandrage desdits produits; - une étape (23) de refroidissement. 10. Procédé selon l'une quelconque desdites revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit support de réception (5) comprend un moule (8) définissant une forme d'un produit à fabriquer. 11. Procédé selon l'une quelconque desdites revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit support de réception porte un objet destiné à être recouvert par ladite matière extrudée. 12. Dispositif de fabrication de produits finis ou semi-finis en matière extrudée, ladite matière extrudée (3) étant délivrée par au moins une tête d'extrusion sous la forme d'un fil continu (41 à 4n), caractérisé en ce qu'il comprend un support de réception (5; 15) recevant, sous l'effet de la gravité, le ou lesdits fils continus (41 à 4n), et en ce qu'il comprend des moyens de réalisation d'un mouvement relatif entre ledit support de réception (5; 15) et la ou lesdites têtes d'extrusion (7). 13. Produit fabriqué selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 11.