Brevet FR2738522A1 — publié le 19970314

PROCEDE DE THERMOFORMAGE SUR MOULE POREUX PERDU DESCRIPTION La présente invention concerne un nouveau procédé de thermoformage d'une mince feuille thermoplastique sur un moule de thermoformage poreux perdu pour permettre a la pièce en composite ainsi obtenue de mouler du béton, d'être un élément décoratif, une pièce composite à caractéristiques mécaniques renforcées. Cette invention permet la fabrication: - de moules pour béton structuré pour les industries du bâtiment et des travaux publics; - de pièces décoratives pour l'industrie du bâtiment et des travaux publics; - de pièces publicitaires, enseignes et affichage; - de pièces composite par association d'une pièce thermoformée avec une pièce en mousse dure donnant de la rigidité. La présente invention concerne un nouveau procédé de thermoformage d'une mince feuille thermoplastique sur un moule de thermoformage poreux perdu pour permettre a la pièce en composite ainsi obtenue de mouler du béton, d'être un élément décoratif, une pièce composite à caractéristiques mécaniques renforcées. Actuellement il existe des procédés notamment un qui est décrit dans le brevet 8319270 de Mr Cruet Michel qui indiquait un procédé de mise en oeuvre d'un moule perdu(I). Un autre procédé utilisant l'injection de polystyrène expansé à la vapeur associée avec le thermoformage d'un feuille thermoplastique en fond de moule avant l'injection (II). La réalisation de béton structuré est traditionnellement effectuée à l'aide de matrices en polyuréthanne moulé, en mousse de polyuréthanne injectée, en polystyrène expansé injecté avec ou sans film de protection, en polystyrène expansé usiné protégé par un film ou un revêtement. L'utilisation de matrices à base de polyuréthanne est justifiée lors de nombreuses réutilisations. L'utilisation de matrices en polystyrène expansé par injection nécessite la réalisation d'un moule par type de structure ce qui par la dimension des pièces exige de grandes séries; L'utilisation de matrices en polystyrène expansé usiné avec ou sans revêtement donne au béton des aspects de surface irréguliers et granuleux difficilement acceptable car retenant les poussières et les saletés. Ces procédés ont l'inconvénient de ne pas permettre une dépouille nulle ou même une dépouille inversée et donc nécessite une dépouille pour le démoulage, n'autorise pas de contre dépouille, et nécessite l'utilisation d'un modèle (I) ou d'un moule métallique (II). De part la fabrication d'outillage, ces procédés sont utilisés pour des grandes séries industrielles et ne permettent pas de s'adapter au marché dirigé vers des pièces unitaires ou de petites séries dans des délais très courts. La présente invention a pour objet principal un nouveau procédé de fabrication de moules notamment pour le béton en vue de réalisation de matrices pour béton structurés. La présente invention à pour but secondaire de permettre la réalisation de pièces - de décoration pour les industries du bâtiment et des travaux publics; - de pièces publicitaires; - de pièces pour l'affichage; - de pièces composites. Le procédé se caractérise en ce que l'on réalise la partie moulante 1 par thermoformage à partir d'une matière thermoplastique en chauffant cette dernière jusqu'à sa température de ramollissement, en appliquant une mince couche de la matière thermoplastique ainsi ramollie sur le moule de thermoformage poreux perdu 2, en appliquant un vide relatif pour qu'elle épouse tout ou partie de la forme de celui-ci,le vide étant réalisé à travers le moule poreux perdu, pris en laissant revenir à sa consistance première la matière thermoplastique ayant pris la forme du moule poreux perdu 2, la pièce ainsi obtenu demande une découpe de finition, l'ensemble comprenant la feuille de matière plastique thermoformée et son moule poreux perdu ainsi fini constituant la pièce 3 objet du brevet. L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en ce qu'elle permet, à partir d'un moule de thermoformage perdu usiné dans des matières poreuses telle que le polystyrène expansé, la mousse de polyuréthanne expansé et tout autre type de mousses poreuses usinables ou non, avec des caractéristiques de tenue en température choisies pour résister aux contraintes de température lors du thermoformage, avec des formes diverses et variées, d'obtenir par thermoformage d'un feuille ou d'un film thermoplastique sur ce moule de thermoformage poreux perdu un matériau composite qui associe à la surface extérieure d'un matériau barrière lisse, la résistance mécanique du matériau poreux choisi. On a remarqué de façon surprenante que la combinaison feuille ou film thermoplastique et moule poreux perdu permettait d'obtenir pour toutes sortes de matériaux moulable sur moule thermoformé un état de surface exceptionnel et particulièrement lisse et sans retassures. La feuille ou le film thermoplastique rapportée sur le fond du moule favorise de façon importante l'opération de démoulage des bétons en raison de l'absence d'adhérence et ne nécessite donc pas l'utilisation de produits de démoulage. L'utilisation de matière poreuse permet une mise en oeuvre plus facile en ce qu'elle favorise l'aspiration de l'air à travers la matière et ne nécessite pas le percement d'orifice lors de la mise sous vide. Les autres avantages de ce procédé sont: - gain de matière première; - rapidité de mise en oeuvre; - combinaison de techniques éprouvées; - facilité de mise en oeuvre; - correspondance avec les besoins du marché; - obtention de pièces sans dépouille de démoulage et même avec une contre dépouille; - résistance mécanique obtenue avec des produits de base économiques. La présente invention sera mieux comprise à la description détaillée du procédé pris a titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé figure 1 sur lequel- la figure est une vue en coupe représentant le moule de thermoformage poreux perdu et la feuille de matière thermoplastique en phase terminale du procédé. - la figure 2 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'une machine de thermoformage par aspiration avec pré-étirage mécanique d'une feuille thermoplastique, - la figure 3 représente la machine de thermoformage conforme à la figure 2, au moment de la phase de préétirage, - la figure 4 représente la machine de thermoformage conforme à la figure 2, au moment du thermoformage proprement dit. Comme le montre la figure 2, la machine de thermoformage comprend de manière connue en soi, un plateau portemodèle 1 pourvu à sa périphérie d'un rebord 2 sur lequel est disposé un joint d'étanchéité 3. Le moule poreux perdu 4 est positionné sur un plateau perforé 5, lequel est mis en place sur le plateau 1 , le plateau 1 définissant une chambre 6 reliée par un conduit 7 à un circuit de vide muni d'une vanne d'ouverture et de fermeture 8.L'ensemble ainsi conçu est par ailleurs dimensionné pour que le bord supérieur du modèle soit situé au-dessus du plan horizontal défini par le joint 3. Un film ou une feuille 10 en matière thermoplastique telle que polystyrène, polycarbonate, poly(chlorure de vinyle) etc...., mise en place dans un cadre serre-flan 11 est disposée au-dessus de la machine qui vient d'être décrite, des éléments chauffants 12, par exemple à résistances électriques, étant eux-mêmes disposés au dessus de la feuille 10. Enfin, le plateau porte-modèle 1 est solidaire d'une tige 13 apte à être déplacée verticalement au moyen d'un vérin 14. La vanne 8 étant en position de fermeture et la feuille 10 étant amenée à sa température de ramollissement, on élève le plateau porte- modèle 1 au moyen du vérin 14 de manière à réaliser le pré-étirage de ladite feuille (figure 3). On établit alors le vide dans la chambre 6 en ouvrant la vanne 8, à la suite de quoi la feuille 10 ramollie vient s'appliquer sur le moule poreux perdu 4, le vide passant a travers la matière poreuse sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des trous pour le passage du vide, tout au plus peut-on mettre des chicanes sous le plateau 5 pour répartir et favoriser la progression du vide en certain endroits plus qu'en certains autres suivant le but recherché et épouser la forme du moule poreux perdu (figure 4). On refroidit alors la feuille thermoformée (par exemple par soufflage d'air froid), ouvre le cadre serre-flan 11 pour libérer la pièce ainsi dite feuille thermoformée, ferme la vanne 8 et ramène le plateau porte-modèle 1 à sa position première au moyen du vérin 14, on récupère l'ensemble associé composé de la feuille de matière thermoformable thermoformée sur le moule poreux perdu appelé ensemble composite, la machine étant alors prête pour une nouvelle utilisation. Après une découpe de finition, l'ensemble composite ainsi obtenu constitue soit un moule à partir duquel va ensuite être fabriqué l'objet à mouler, soit une pièce décorative, soit des pièces publicitaires, enseignes d'affichage, soit une pièce mécanique à caractéristiques mécaniques renforcées. Le résultat obtenu dépendra évidemment de l'épaisseur de la feuille en matière thermoplastique, de sa nature ainsi que la matière du moule poreux perdu qui sera choisie pour résister à la température du thermoformage. L'ensemble ainsi fini constituant la pièce 3 (fig 1) objet du brevet. REVENDICATIONS 1- Procédé de thermoformage destiné à la fabrication de pièces composite caractérisé par le fait que l'aspiration s'effectue à travers le matériaux poreux lors du thermoformage des feuilles ou films en matériau thermoplastique sur un moule poreux perdu. 2- Pièces composite caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par le procédé selon la revendication 1. 3- Utilisation de la pièce selon la revendication 2 caractérisée en ce que les pièces ainsi obtenues sont utilisées en tant que moules et / ou matrices pour mouler tous bétons. 4- Utilisation de la pièce selon la revendication 2 caractérisée en ce que les pièces ainsi obtenues sont utilisées en tant que pièces de décoration. 5- Utilisation de la pièce selon la revendication 2 caractérisée en ce que les pièces ainsi obtenues sont utilisées en tant que pièces publicitaires, enseignes et affichage.