Brevet FR2835467A1 — publié le 20030808

Procédé et dispositif d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule. La présente invention concerne un dispositif d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule. Elle concerne également un procédé d'injection séquentielle mis en oeuvre au moyen d'un tel dispositif d'injection. Classiquement, le remplissage de l'empreinte d'un moule destiné à la réalisation d'une pièce en matériau thermoplastique s'effectue en utilisant un ou plusieurs conduits d'injection débouchant dans l'empreinte du moule, qui injectent simultanément une quantité de matière thermoplastique selon un flux continu. Cette technique, bien que relativement simple à mettre en oeuvre, engendre des inconvénients rédhibitoires au niveau de la qualité de la pièce finie, dans la mesure où au niveau des zones de jonction des flux de matière provenant des différents points d'injection, des lignes visibles forment des irrégularités de surface dans la pièce finie sous la forme de lignes de jonction préjudiciables à la qualité d'aspect de la pièce. En outre, les pressions d'injection nécessaires pour pousser la matière de manière à emplir l'intégralité de l'empreinte du moule sont d'autant plus élevées que la distance à parcourir est importante dans le moule à partir de la zone d'injection, l'augmentation des pertes de charge étant proportionnelle à la longueur d'écoulement de la matière. Pour pallier ces inconvénients, on utilise une technique d'injection séquentielle, selon laquelle on utilise des conduits d'injection secondaire disposés sur le trajet de la matière dans l'empreinte du moule, de manière à diminuer les longueurs d'écoulement du flux de matière issu d'une zone d'injection principale. Ces conduits d'injection secondaire sont successivement pilotés à l'ouverture et à la fermeture pour autoriser le passage du flux de matière dans les conduits secondaires lorsque le front de matière engendrée sous l'action du conduit d'injection principale se situe successivement en regard des points d'injection secondaire. Ainsi, ces derniers sont utilisés pour contribuer à pousser la matière thermoplastique dans l'empreinte du moule et permettent dès lors d'utiliser des pressions d'injection moindres. En outre, les zones de jonction entre les différents flux de matière engendrés par les conduits d'injection principale et secondaire sont supprimées. Néanmoins, cette technique d'injection séquentielle présente un inconvénient majeur, dans la mesure où elle nécessite un pilotage relativement complexe pour provoquer l'ouverture des conduits d'alimentation secondaire en fonction de l'avancée du front de matière issu du conduit principal dans l'empreinte du moule. Aussi, le but de l'invention est de pallier cet inconvénient et de fournir un procédé et un dispositif d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule ne nécessitant pas de moyens de pilotage complexes. Ainsi, selon l'invention, il est proposé un dispositif d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule, comprenant un conduit d'injection principale en communication avec une source d'alimentation du dispositif en matière moulable sous pression, et débouchant dans le moule au niveau d'une zone d'injection principale, et un ensemble de conduits d'injection secondaire débouchant au niveau d'au moins deux zones d'injection secondaire respectives. Selon un aspect de ce dispositif, les conduits d'injection secondaire s'étendent à partir d'une zone de ramification du conduit d'injection principale et sont adaptés pour que les pertes de charge engendrées dans la matière injectée entre la source d'alimentation et les zones d'injection secondaire, en passant par les conduits d'injection secondaire, par rapport aux pertes de charge engendrées respectivement dans la matière entre la source d'alimentation et les zones d'injection secondaire, en passant par le conduit d'injection principale, soient aptes à provoquer une injection de matière à partir des conduits d'injection secondaire après que le flux de matière issu du conduit d'injection principale a atteint les zones d'injection secondaire correspondantes. Ainsi, le réglage du point de rencontre entre le flux de matière issu du conduit d'injection principale et de chaque conduit d'injection secondaire s'effectue en dimensionnant de manière appropriée les conduits d'injection secondaire de manière à obtenir des pertes de charge prédéterminées. Le réglage de la zone de jonction des flux de matière issus des conduits d'injection principale et secondaire est dès lors indépendant des moyens logiciels utilisés pour le pilotage d'une presse d'injection incorporant ce dispositif et ne s'effectue que par calibrage approprié des conduits d'injection secondaire, des conduits d'injection primaire et de l'empreinte. Selon une caractéristique de ce dispositif d'injection, l'empreinte du moule est pourvue de moyens de guidage de la matière, de la zone d'injection principale vers les zones d'injection secondaire. De préférence, les moyens de guidage comportent une dépression ménagée localement dans l'empreinte et s'étendant entre la zone d'injection principale et les zones d'injection secondaire. Avantageusement, les moyens de guidage comportent en outre un relief s'étendant sur le pourtour de la dépression. Selon une autre caractéristique de ce dispositif, la largeur de la dépression, considérée selon la direction générale de déplacement d'un front de matière dans le moule, est régulièrement croissante de la zone d'injection principale vers les zones d'injection secondaire. L'invention a également pour objet un procédé d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule au moyen d'un dispositif tel que défini ci-dessus, comprenant l'injection de la matière moulable dans une zone d'injection principale du moule au moyen d'un conduit d'injection principale, l'injection séquentielle de la matière dans des zones d'injection secondaire respectives lorsque la matière issue de la zone d'injection principale atteint lesdites zones d'injection secondaire. Au cours de l'étape d'injection secondaire, on fait passer la matière dans des conduits d'injection secondaire s'étendant à partir d'une zone de ramification du conduit d'injection principale et qui sont adaptés pour que les pertes de charge engendrées dans la matière injectée entre la source d'alimentation et les zones d'injection secondaire, en passant par les conduits d'injection secondaire, par rapport aux pertes de charge engendrées dans la matière entre la source d'alimentation et les zones d'injection secondaire, en passant par le conduit d'injection principale, soient aptes à provoquer une injection de matière à partir des conduits d'injection secondaire après que le flux de matière issu du conduit d'injection principale a atteint les zones d'injection secondaire correspondantes.. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures la à lc illustrent un procédé d'injection classique ; - les figures 2a à 2d illustrent une technique d'injection séquentielle selon l'état de la technique ; - la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif d'injection séquentielle conforme à l'invention, en début d'injection ; - la figure 4 illustre le dispositif de la figure 3 au cours du remplissage de l'empreinte du moule ; et - la figure 5 illustre un exemple de pièce finie obtenue au moyen d'un procédé d'injection séquentiel conforme à l'invention. En se référant aux figures la, 1 b et le, on va décrire un procédé d'injection classique d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule. Comme on le voit sur ces figures, on utilise, pour injecter la matière dans l'empreinte du moule, des points d'injection 10,12 disposés à l'opposé l'un de l'autre dans le moule, et destinés chacun à injecter une quantité de matière dans ce dernier. Comme on le voit sur la figure le, la zone de jonction J des fronts F de matière issue de chaque point d'injection engendre, dans la pièce finie, une ligne de démarcation visible, préjudiciable à la qualité d'aspect de la pièce. Comme indiqué précédemment, cette technique d'injection classique nécessite d'injecter dans le moule la matière avec une pression relativement importante pour permettre de remplir l'intégralité de l'empreinte. La technique d'injection séquentielle, illustrée sur les figures 2a, 2b, 2c et 2d, utilise un conduit d'injection principale, débouchant au niveau d'un point d'injection principale 14, ainsi qu'un ensemble de conduits d'injection secondaire débouchant dans l'empreinte du moule, au niveau de points d'injection secondaire 16,18 et 20. Les conduits d'injection secondaires 16,18 et 20 sont pilotés par une unité centrale montée dans la machine d'injection, de manière à provoquer l'ouverture séquentielle de chacun des conduits lorsque le front F se situe en regard de ce dernier. Comme indiqué précédemment, cette technique permet d'améliorer l'aspect de la pièce finie et limite l'effort de poussée à mettre en oeuvre, la matière fournie par chacun des conduits d'injection secondaire participant a fournir l'effort nécessaire pour pousser la matière dans l'empreinte du moule. Comme indiqué précédemment, cette technique d'injection séquentielle présente un inconvénient majeur, dans la mesure où elle nécessite des moyens de pilotage de l'ouverture et de fermeture de chacun des conduits d'injection secondaire relativement complexes à mettre en oeuvre. On va maintenant décrire, en référence aux figures 3 et 4, un dispositif d'injection séquentielle selon l'invention permettant de pallier cet inconvénient. Comme on le voit sur les figures 3 et 4, le dispositif d'injection comporte essentiellement un conduit 24 d'injection principale, en communication avec une source 26 d'alimentation en matière thermoplastique sous pression, et débouchant dans l'empreinte E d'un moule au niveau d'une zone d'injection principale 1. A l'opposé de cette zone d'injection principale I, le conduit d'injection principale 24 est pourvu d'une ramification 28 à partir de laquelle s'étendent un ensemble de conduits d'injection secondaire, tels que 30. Comme on le voit sur ces figures 3 et 4, chacun de ces conduits d'injection secondaire 30 débouche, dans l'empreinte E, au niveau d'au moins deux points d'injection secondaire, 1+1 et 1+2. Conformément à l'invention, les conduits d'injection secondaires sont calibrés pour que la perte de charge engendrée dans la matière injectée au cours de son trajet dans le conduit d'injection principale 24, ainsi que dans l'empreinte du moule, jusqu'à chacun des points d'injection secondaires 1+1 et 1+2, soit telle que, par rapport à la perte de charge engendrée dans la matière à injecter par les conduits d'injection secondaires 30 jusqu'à chacun des points d'injection secondaires 1+1 et 1+2, l'injection de matière à partir des conduits d'injection secondaire ne soit effectuée qu'après que le flux de matière issu du conduit d'injection principale a atteint les zones d'injection secondaire correspondantes. En d'autres termes, ces conduits d'injection secondaires sont calibrés de sorte que la perte de charge engendrée dans la matière injectée, selon le trajet principal, c'est-à-dire en passant par le conduit d'injection principale soit sensiblement égale, voire légèrement inférieure à la perte de charge engendrée dans la matière, selon le trajet secondaire, c'est-à-dire en passant par chacun des conduits d'injection secondaire. En fonctionnement, une équivalence des pertes de charge selon les trajets d'injection principale et secondaire engendre un recouvrement des flux principal et secondaire de matière au niveau de chacun des points d'injection secondaires 1+1 et 1+2. De même, le fait de prévoir des pertes de charges légèrement supérieures, selon le trajet secondaire, engendre une injection de matière par les conduits d'injection secondaire, alors que le front de matière issu du conduit d'injection principale se situe immédiatement en aval. Comme représenté sur la figure 5, on prévoie, dans l'empreinte du moule, des zones de guidage 32 réalisées sous la forme d'une dépression ménagée dans l'empreinte du moule. Ces zones de guidage s'étendent du point d'injection principale I vers les points d'injection secondaires 1+1 et 1+2, de manière à guider de manière préférentielle la matière vers ces derniers. La dépression 32 est bordée par un relief 34 assurant également un guidage de la matière vers les points d'injection secondaire, conjointement avec la dépression 32. De préférence, comme visible sur la figure 5, la largeur de la dépression 32, considérée selon la direction générale d'injection de matière dans l'empreinte, désignée par la flèche F, est généralement régulièrement croissante du point d'injection principale vers les points d'injection secondaire, de manière à contribuer encore à améliorer le guidage de la matière vers ces derniers. Ainsi, par exemple, pour une application telle que celle visible sur la figure 5, qui correspond au moulage par injection d'une matière thermoplastique pour la réalisation d'une aile de véhicule automobile, l'empreinte du moule comporte, en regard des points d'injection principale et secondaire, une dépression réalisant, dans la pièce finie, une première zone Zl d'épaisseur par exemple égale à 3,5 mm. Cette zone Zl est bordée par une deuxième zone Z2 correspondant à un relief du moule, l'épaisseur de la pièce étant, dans cette zone, par exemple égale à 1,5 mm. Cette deuxième zone Z2 est également bordée par une troisième zone Z3 correspondant à une zone de transition dans laquelle l'épaisseur de matière de la pièce croît jusqu'à une valeur correspondant à l'épaisseur nominale, obtenue dans le reste de la pièce, désignée par la zone Z4, pour laquelle l'épaisseur de la pièce est de 2,4 mm. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte (E) d'un moule, comprenant un conduit d'injection principale (24) en communication avec une source (26) d'alimentation du dispositif en matière moulable sous pression et débouchant dans le moule au niveau d'une zone d'injection principale (1), et un ensemble de conduits d'injection secondaire (30) débouchant au niveau d'au moins deux zones d'injection secondaire (1+1, 1+2) respectives, caractérisé en ce que les conduits d'injection secondaire (30) s'étendent à partir d'une zone de ramification (28) du conduit d'injection principale et sont adaptés pour que les pertes de charge engendrées dans la matière injectée entre la source d'alimentation (26) et les zones d'injection secondaire (1+1, 1+2), en passant par les conduits d'injection secondaire (30), par rapport aux pertes de charge engendrées respectivement dans la matière entre la source d'alimentation et les zones d'injection secondaire (30), en passant par le conduit d'injection principale (24), soient aptes à provoquer une injection de matière à partir des conduits d'injection secondaire après que le flux de matière issu du conduit d'injection principale a atteint les zones d'injection secondaire correspondantes. 2. Dispositif d'injection séquentielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'empreinte (E) du moule est pourvue de moyens (32,34) de guidage de la matière, de la zone d'injection principale vers les zones d'injection secondaire. 3. Dispositif d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent une dépression (32) ménagée localement dans l'empreinte et s'étendant entre la zone d'injection principale et les zones d'injection secondaire. 4. Dispositif d'injection selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent en outre un relief (34) s'étendant sur le pourtour de la dépression. 5. Dispositif d'injection selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la largeur de la dépression (32), considérée selon la direction générale de déplacement d'un front (F) de matière dans le moule est régulièrement croissante de la zone d'injection principale (I) vers les zones d'injection secondaire (1+1, 1+2). 6. Procédé d'injection séquentielle d'une matière moulable dans l'empreinte d'un moule, au moyen d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend l'injection de la matière moulable dans une zone d'injection principale (I) du moule au moyen d'un conduit d'injection principale (24), et l'injection séquentielle de la matière dans des zones d'injection secondaire (1+1, 1+2) respectives lorsque la matière issue de la zone d'injection principale atteint lesdites zones d'injection secondaire, et en ce qu'au cours de l'étape d'injection secondaire, on fait passer la matière dans des conduits d'injection secondaire (30) s'étendant à partir d'une zone de ramification (28) du conduit d'injection principale et qui sont adaptés pour que les pertes de charge engendrées dans la matière injectée entre la source d'alimentation (26) et les zones d'injection secondaire, en passant par les conduits d'injection secondaire (30), par rapport aux pertes de charge engendrées respectivement dans la matière entre la source d'alimentation et les zones d'injection secondaire, en passant par le conduit d'injection principale (24), soient aptes à provoquer une injection de matière à partir des conduits d'injection secondaire après que le flux de matière issu du conduit d'injection principale a atteint les zones d'injection secondaire correspondantes.