Brevet FR2725930A1 — publié le 19960426

L'invention concerne le façonnage de matériaux composites et se rapporte plus précisément à un procédé de découpe ou de poinçonnage de ces matériaux à l'aide de plusieurs outils. Les matériaux composites, tels que par exemple les profilés armés ayant une âme métallique revêtue d'un élastomère, ont des composants qui sont donc de duretés différentes. Jusqu'à présent quand il s'agissait d'effectuer sur ces matériaux des opérations de sectionnement, ou des opérations de découpe partielle, ou encore des opérations de poinçonnage, il était habituel de choisir l'outil apte à façonner le composant le plus dur et de l'utiliser pour l'ensemble du matériau composite. Mais cette façon de faire ne donne pas toujours satisfaction surtout quand le matériau est une couche dure entourée d'un enrobage en matière beaucoup plus souple comme du caoutchouc. En effet, lors d'une opération de découpe d'un objet immobilisé sur un support, quand le noyau dur est attaqué par l'outil, la partie souple subit un certain écrasement ou une certaine déformation et ensuite sa découpe n'est pas assurée de façon nette et droite, entraînant des défauts de son état de surface. Pour pallier à cela on pourrait utiliser un outil plus affûté dont l'angle d'attaque de la lame conviendrait mieux pour la matière plus tendre. Mais dans ce cas on devrait compter alors sur une usure prématurée de l'outil employé. L'invention a donc pour objet un procédé de façonnage qui permet d'obtenir une qualité constante des matériaux composites façonnés et d'optimiser au maximum l'usure des outils utilisés. Selon l'invention, le procédé de façonnage de matériaux composites constitués d'au moins une couche et de son enrobage, ou d'au moins deux couches superposées, en matière de duretés différentes, consiste à assurer séparément le façonnage de chaque couche ou enrobage à l'aide d'un outil différent de dureté et de profil appropriés à la découpe de la couche ou de l'enrobage concerné. Avantageusement le façonnage de l'enrobage ou de la couche le plus souple est effectué après celui de la ou des couches les plus dures. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé de façonnage d'une tige constituée d'une âme en matériau dur et d'un enrobage souple en élastomère consiste à creuser d'abord le matériau dur de la tige maintenue entre un drageoir et une bride de maintien à l'aide d'un premier outil approprié, puis à couper la bande élastomère subsistante à l'aide d'une autre lame appropriée coulissant en sens inverse ou dans le même sens suivant les cas. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de façonnage d'un profilé armé d'une âme en matériau dur et d'un autre jonc en matière plus tendre, l'ensemble étant noyé dans un enrobage souple en élastomère consiste à creuser d'abord le jonc en matière tendre du profilé à l'aide d'un outil, puis à découper le matériau dur, dans le même sens, à l'aide d'un autre outil approprié, puis à couper la bande élastomère subsistante à l'aide d'une autre lame appropriée. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le procédé de façonnage d'une pièce bicouche dont le socle est en matériau dur portant un revêtement souple consiste à percer d'abord le socle en matériau dur à l'aide d'un outil de perçage approprié, puis à engager une matrice dans le trou effectué et enfin à percer le revêtement souple à l'aide d'un poinçon. Selon une variante préférentielle de réalisation, le procédé de façonnage d'une pince de garnissage constituée d'une bande en élastomère en forme de U armée d'un insert semi-rigide consiste à faire agir d'abord entre les branches du U, un outil approprié à la découpe de l'insert, puis à agir sur la pince maintenue dans un drageoir pour couper l'élastomère à l'aide d'une lame appropriée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ainsi que des variantes de réalisation apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemples non limitatifs de réalisation dans lesquels on fait référence aux dessins annexés qui représentent: Figure 1 une vue schématique en coupe d'un profilé armé revêtu d'une couche souple. Figures 2 et 3, des vues schématiques dudit profilé lors de ses deux phases successsives de façonnage. Figure 4 une vue schématique en coupe d'un profilé armé de deux matériaux différents, et revêtu d'une couche souple. Figures 5 à 7, des vues schématiques dudit profilé lors de ses trois phases successives de façonnage. Figure 8 une vue schématique en coupe d'un profilé bicouche. Figures 9 et 10, des vues schématiques dudit profilé en phase de perçage de couche dure puis de poinçonnage de couche tendre. Figure 11 une vue schématique en coupe d'une pince de garnissage. Figures 12 et 13, des vues schématiques de ladite pince de garnissage lors de ses deux phases successives de façonnage. La figure 1 montre une tige 1 sortant d'extrusion formant un profilé armé constituée d'une âme 2 en matériau dur, par exemple en acier, et d'un enrobage souple 3 en matière élastomère. Quand il s'agit d'effectuer dans cette tige, sur une certaine longueur de celle-ci, une encoche longitudinale selon son plan médian AA', on utilise un premier outil 4 prévu pour vaincre la dureté de l'acier, par exemple une fraise, afin de creuser la partie en blanc que l'on voit à la figure 2. On a alors ôté la partie inférieure et une petite portion latérale de l'enrobage élastomère 3 ainsi que la moitié de l'âme 2 en acier. Pour cette opération la tige 1 est maintenue entre un drageoir 5 et une bride de maintien 6. La figure 3 montre la dernière phase du façonnage. Le premier outil a été ôté, mais la tige reste en place sur son support 5. Une autre lame 7 coulissant en sens inverse de l'outil 4 sur un guide lame 8 en appui sur la tige, vient couper la bande élastomère subsistante, au-dessus de l'encoche. Cette lame est affûtée pour couper parfaitement les matériaux souples. Ce dernier étant "décompressé", la coupure sera parfaitement franche et l'état de surface de l'encoche sera donc de très bonne qualité. On notera que la découpe de l'enrobage souple à la partie inférieure, par le premier outil, peut être sans inconvénients, de qualité moindre puisqu'il s'agit d'une partie non visible de la tige lors de son usage. Dans la variante de la figure 4 le profilé 1 est armé de deux matériaux différents, d'une part une âme 2 en acier et d'autre part un jonc 9 en matière plus tendre, par exemple en alliage d'aluminium, le tout étant noyé dans un enrobage élastomère 3. Comme dans le cas précédent on utilise un outil approprié pour assurer chaque découpe. Ainsi un outil 10 assure une encoche dans le jonc 9, sans atteindre l'âme 2 comme le montre la figure 5. A la figure 6, on voit que c'est l'outil 4 prévu pour l'acier qui est alors employé dans le même sens pour la découpe de l'âme 2, sans découper pour autant l'enrobage élastomère supérieur 3. La figure 7 montre cette dernière opération à l'aide d'une lame 7 analogue à celle de la figure 3, coulissant en sens inverse, le profilé étant en appui sur un drageoir 5 approprié. Le procédé de façonnage s'applique aussi au poinçonnage d'une pièce bicouche 11 telle que représentée à la figure 8, composée par exemple d'un socle 12 en acier portant une couche ou revêtement souple 13. Un outil de perçage 14 approprié à la dureté de l'acier assure par le dessous le perçage du socle 12 (figure 9). Puis la pièce 11 est placée sur un support 15, une matrice 16 est engagée dans le trou préalablement effectué sur le socle et un poinçon 17 coulissant en sens inverse dans un guide 18 peut percer le revêtement 13 au droit du trou (figure 10). Comme dans les cas précédents on a donc utilisé des outils appropriés aux différents matériaux à usiner. On notera que, sans sortir du cadre de l'invention, les outils précédemment décrits pourraient coulisser non pas en sens inverse, mais dans le même sens. L'invention trouve une application préférentielle pour la découpe d'une pièce de garnissage, c'est-à-dire une bande en caoutchouc armé d'une tige ou d'un insert semi- rigide en alliage d'aluminium ou matière analogue, qui constitue par exemple un joint de garnissage d'une portière de véhicule nécessitant une découpe de qualité pour un accostage visible sur la carrosserie. On a représenté à la figure 11 une pince de garnissage 19 en forme de U dans laquelle une âme 9 en alliage d'aluminium est enveloppée d'un enrobage 3 en élastomère, une lèvre longitudinale 20 également en élastomère se développant sur un côté de la pince. Pour découper ladite pince longitudinale, par exemple sur une partie de sa longueur ou à son extrémité, on voit à la figure 12 la première étape du procédé qui consiste à faire agir un outil 7 spécifique à la coupe du caoutchouc, la course de pénétration de l'outil 7 étant limitée à l'accostage de la partie dure de la pince, l'ensemble représenté à la figure 11 étant mis en place dans un drageoir 5. La dernière étape de façonnage illustrée à la figure 13 consiste à agir par le dessous sur la pince 19, à l'aide d'une lame de coupe 10 appropriée à l'âme plus dure 9, la pince étant immobilisée par la bride de maintien 6. La coupe supérieure du joint est donc parfaitement franche et si la coupe obtenue dans la partie de caoutchouc située dans le creux du joint, est moins nette à cause de l'outil 4, c'est sans importance puisque la pince est destinée à coiffer un élément de carrosserie et que cette partie est non visible. Les exemples précédemment décrits et illustrés se réfèrent principalement à des pièces profilées de grandes longueurs ou sorties directement des lignes d'extrusion, mais l'invention pourrait également s'appliquer à des pièces plus massives ou de petites tailles, par exemple des pièces surmoulées. REVENDICATIONS 1.- Procédé de façonnage de matériaux composites constitués d'au moins une couche et de son enrobage ou d'au moins deux couches superposées, en matières de duretés différentes, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer séparément le façonnage de chaque couche ou enrobage à l'aide d'un outil différent (4, 7, 10, 14, 17) de dureté et de profil appropriés à la découpe de la couche ou de l'enrobage concerné. 2.- Procédé de façonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le façonnage de l'enrobage (3) ou de la couche (13) le plus souple après celui de la ou des couches (2, 9, 12) les plus dures. 3.- Procédé de façonnage selon la revendication 1, d'une tige constituée d'une âme en matériau dur et d'un enrobage souple en élastomère, caractérisé en ce qu'il consiste à creuser d'abord le matériau dur (2) de la tige (1) maintenue entre un drageoir (5) et une bride de maintien (6), à l'aide d'un premier outil (4) approprié, puis à couper la bande élastomère subsistante (3) à l'aide d'une autre lame appropriée (7) coulissant en sens inverse. 4.- Procédé de façonnage selon la revendication 1, d'un profilé armé d'une âme en matériau dur et d'un autre jonc en matière plus tendre, l'ensemble étant noyé dans un enrobage souple en élastomère, caractérisé en ce qu'il consiste à creuser d'abord le jonc (9) en matière tendre du profilé à l'aide d'un outil (10), puis à découper le matériau dur (2), dans le même sens, à l'aide d'un autre outil (4) approprié, puis à couper la bande élastomère subsistante (3) à l'aide d'une autre lame appropriée (7). 5.- Procédé de façonnage selon la revendication 1, d'une pièce bicouche dont le socle est en matériau dur portant un revêtement souple, caractérisé en ce qu'il consiste à percer d'abord le socle (12) en matériau dur à l'aide d'un outil de perçage (14) approprié, puis à engager une matrice (16) dans le trou effectué et enfin à percer le revêtement souple (13) à l'aide d'un poinçon (17). 6.- Procédé de façonnage selon la revendication 1, d'une pince de garnissage constituée d'une bande en élastomère en forme de U armée d'un insert semi-rigide, caractérisé en ce qu'il consiste à faire agir d'abord entre les branches du U un outil (10) approprié à la découpe de l'insert (9), puis à agir sur la pince maintenue dans un drageoir (5) pour couper l'élastomère (3) à l'aide d'une lame appropriée (7).