Brevet FR2903630A1 — publié le 20080118

La présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces, notamment en matière plastique, de forme gauche et comportant un décor. La présente invention entre dans le domaine de la 5 fabrication de pièces d'aspect. L'invention concerne plus particulièrement les accessoires de mode, la bijouterie fantaisie, les accessoires de coiffure. Les objets en matière plastique y sont appréciés, en raison de leur légèreté, de la possibilité de réaliser les formes les 10 plus diverses issues de l'imagination des créateurs, du faible coût de la matière première, et, dans certains cas des possibilités d'imitation de matériaux naturels. Les industries liées à la mode, recherchent en permanence la possibilité d'intégrer des décors à des objets fonctionnels, 15 pour les rendre plus attractifs. En particulier, les objets fabriqués véhiculent souvent le logo de leur créateur, et ce dans une exécution d'autant plus soignée que la distribution est faite dans le circuit des commerces de luxe. De tels articles ne s'accommodent pas d'une simple 20 impression de surface, par sérigraphie ou d'autres procédés analogues. Au contraire, leurs concepteurs recherchent souvent un effet de volume qui peut être obtenu avec une inclusion dans un objet multicouches. Les inclusions traditionnelles de motifs dans des résines 25 présentent de nombreux inconvénients, quant au mode opératoire de fabrication délicat, à la fabrication nécessairement unitaire, à la reproductibilité approximative, aux nuisances environnementales et pour le personnel d'exécution, et quant aux limitations d'utilisation, en raison notamment de 30 l'impossibilité de les teindre. Par ailleurs, l'inclusion de motifs dans des objets de forme gauche, comme des accessoires de coiffure par exemple, est souvent difficile, et surtout est à l'origine de nombreux défauts d'aspect, qui rendent les objets impropres à leur 35 consommation, dans la catégorie pour laquelle ils ont été conçus. Portant les logos de marques de renommée, ils ne peuvent 2903630 2 être déclassés, et tout défaut se traduit donc par la mise au rebut de l'objet concerné. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant un procédé permettant la confection d'objets en matière plastique comportant des décors, avec une précision et une netteté des contours, l'absence de défauts d'aspect, dans des conditions de production économiques, et dans une grande variété de formes. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication de pièces, de forme gauche et comportant un décor, caractérisé par la réalisation opérations successives suivantes : usinage et gravure d'un motif femelle et rectification de la surface supérieure d'une première plaque ; collage sous pression d'un motif mâle complémentaire audit motif femelle dans ce dernier, en affleurement ou surplomb, et séchage ; usinage puis rectification de la surface du côté de l'assemblage, jusqu'à obtention d'une surface continue; rectification d'une surface d'une deuxième plaque, dans une géométrie complémentaire à celle de ladite surface continue ; collage ensemble sous pression de l'ensemble ainsi constitué et de ladite deuxième plaque par leurs faces rectifiées, et séchage ; usinage d'au moins une pièce, dans l'ensemble final ainsi constitué; cintrage sur moyens de mise en forme de ladite pièce, notamment sous l'action de moyens de chauffage Selon une caractéristique de l'invention, lesdites surfaces rectifiées sont planes. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites surfaces rectifiées sont cylindriques. Selon une autre caractéristique de l'invention, on effectue à l'un des stades consécutifs à la découpe de ladite pièce, le passage de cette dernière dans une phase vapeur de solvant, notamment en vapeur d'acétate, on trempe ladite pièce dans un colorant, et on la colmate à l'eau claire. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits 35 matériaux sont choisis parmi les matières plastiques. 2903630 3 Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits matériaux sont constitués d'acétate de cellulose. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits matériaux sont à base d'acétone. 5 Selon une autre caractéristique de l'invention, le solvant en phase vapeur est de l'acétone. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux 10 figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente de façon schématisée et en coupe longitudinale une première plaque destinée à être mise en oeuvre par le procédé selon l'invention, après une opération d'usinage; -la figure 2 représente de façon schématisée et en coupe 15 longitudinale un premier ensemble constitué par la première plaque de la figure 1, et un motif mâle - la figure 3 représente de façon schématisée et en coupe longitudinale ce même premier ensemble après une opération d'usinage 20 -la figure 4 représente de façon schématisée et en coupe longitudinale un second ensemble constitué par ce premier ensemble, et une deuxième plaque - la figure 5 représente de façon schématisée et en vue de dessus, le second ensemble de la figure 4, après une opération 25 d'usinage - la figure 6 représente de façon schématisée et en coupe longitudinale, la mise en forme d'une pièce 6 résultant de l'usinage de la figure 5. L'invention concerne un procédé de fabrication de pièces, 30 notamment en matière plastique, de forme gauche et comportant un décor. Un premier mode de réalisation de l'invention est illustré sur les figures. Dans ce mode préféré de réalisation, nullement limitatif, 35 on prépare au moins une première plaque 1 d'un premier matériau 2903630 4 en matière plastique, tel que de l'acétate de cellulose, ou du PMMA, ou similaire. Avantageusement, pour mettre en valeur un décor inséré dans l'épaisseur de l'objet final, et lui donner un effet de 5 volume, une telle première plaque 1 est transparente ou translucide. Elle peut tout aussi bien être constituée par un composé, notamment multicouches, dont la couche supérieure a les caractéristiques d'aspect recherchées. En particulier, un tel 10 composé multicouche comporte souvent, à l'opposé de la couche supérieure transparente ou translucide, un substrat opaque. Tel que visible sur la figure 1, on usine puis rectifie la surface supérieure 10 de cette première plaque 1. Le terme rectification ne doit pas être interprété comme signifiant 15 obligatoirement un usinage à la meule, mais bien comme un procédé d'usinage permettant d'atteindre une géométrie précise (ici une planéité dans ce premier mode de réalisation), et un état de surface, qui sont ceux classiquement obtenus par une rectification à la meule, mais qui, ici, peuvent tout aussi bien 20 être obtenus en fraisage ou avec d'autres procédés adéquats d'usinage. On grave un motif femelle 11, de préférence borgne, sur la face supérieure 11. Cette gravure est préférentiellement exécutée par fraisage. 25 On prépare un motif mâle 2 correspondant, par découpe ou fraisage, dans un second matériau conçu apte à être collé avec celui de ladite première plaque 1, de préférence dans le même matériau, ledit motif mâle 2 étant complémentaire audit motif femelle 11 au moins dans le fond de ce dernier. Le matériau 30 retenu est généralement de la matière colorée. Le motif mâle 11 peut, encore, provenir d'une opération de moulage ou analogue. L'usinage du motif femelle 11 est, avantageusement, effectué en tenant compte des tolérances dimensionnelles du motif mâle 2, de façon à permettre un montage glissant juste, ou avec un très léger jeu, du motif mâle 2 dans le motif femelle 11. 2903630 5 On enduit d'un moyen de collage, apte à l'assemblage entre eux du premier et du second matériau tel qu'un des solvants adaptés auxdites matières plastiques, au moins l'un des deux motifs femelle 11 ou/et mâle 2, en quantité suffisante pour 5 garnir le fond du motif femelle 11, et permettre la prise latérale, sans pour autant déborder lors de l'assemblage. Le léger jeu ménagé lors de l'usinage a pour effet de permettre le libre écoulement du moyen de collage autour du motif mâle 2, et, ainsi, prévenir toute formation de bulles 10 d'air inesthétiques. Tel que visible sur la figure 2, on colle le motif mâle 2 dans l'empreinte femelle 11, en affleurement ou mieux en léger surplomb, et on constitue ainsi un premier ensemble 3. On soumet à l'action de moyens de pression ce premier 15 ensemble 3. On le sèche ensuite jusqu'à prise complète du moyen de collage. On usine puis rectifie la surface du côté de l'assemblage, et on élimine les points saillants, jusqu'à obtention d'une 20 surface continue 31. On prépare une deuxième plaque 4 transparente ou translucide d'un troisième matériau conçu apte à être assemblé par collage avec les premier et second matériaux. On rectifie une surface 41 de cette deuxième plaque, dans 25 une géométrie complémentaire à celle de ladite surface continue 31. On enduit d'un moyen de collage, apte à l'assemblage entre eux des premier, second, et troisième matériau, tel qu'un des solvants adaptés auxdites matières plastiques, au moins l'une 30 desdites surfaces 31, 41. Tel que visible sur la figure 4, on colle ensemble ledit premier ensemble 3 et ladite deuxième plaque 4 par leurs faces rectifiées, respectivement 31 et 41. On constitue ainsi un second ensemble 5. 35 On soumet à l'action de moyens de pression ce second ensemble 5. 2903630 6 On sèche cet ensemble 5 jusqu'à prise complète du moyen de collage. On positionne ensuite ce second ensemble 5 par des moyens de positionnement tels qu'encoches, alésages, ou autres repères, 5 sur des moyens d'usinage, tels qu'une fraiseuse. Tel que visible sur la figure 5, on découpe, de préférence en panoplie et notamment par fraisage, une ou plusieurs pièces 6, dans le second ensemble 5, de façon apte à permettre le détachage de chaque pièce 6 de ce second ensemble 5 10 Tel que visible sur la figure 6, on cintre sur moyens de mise en forme ladite pièce 6, notamment sous l'action de moyens de mise en forme 7, et de moyens de chauffage Naturellement ce cintrage est réalisé selon un profil dans l'espace, et peut être entièrement gauche. 15 On effectue la finition de l'état de surface de ladite pièce 6 par un procédé de finition tel que tonnelage, lavage, tonnelage, polissage au rouleau si nécessaire On transfère ladite pièce 6 prête à l'emploi sur un poste de montage final ou d'assemblage, ou de décoration, ou 20 d'emballage. Dans ce premier mode de réalisation préféré de l'invention, illustré par les figures, les surfaces rectifiées sont planes. Ceci permet l'usinage sur des machines traditionnelles, telles que fraiseuses, machines d'électro-érosion, rectifieuses, avec 25 un bas coût d'outillage et de programmation. Dans un autre mode de réalisation, les surfaces rectifiées sont cylindriques. L'usinage sur des machines traditionnelles, tours, rectifieuses cylindriques, fraiseuses, reste possible, mais est un peu plus délicat et coûteux. Néanmoins, cette 30 technologie peut s'avérer particulièrement intéressante pour des pièces gauches présentant une forte courbure. S'il est possible d'envisager l'emploi de surfaces plus complexes mais restant complémentaires les unes des autres, il convient de considérer que les coûts d'usinage et de 35 programmation deviennent alors importants en regard du coût des matériaux. 2903630 7 La coloration des couches transparentes ou translucides qui recouvrent ou entourent le décor, est possible avec certaines catégories de matériaux. En particulier avec de l'acétate de cellulose, on peut, en effectuant le passage de la pièce 5 complètement usinée dans une phase vapeur de solvant, de l'acétone dans ce cas particulier, ouvrir les pores superficielles du matériau. On trempe alors la pièce dans un colorant, et on effectue enfin un colmatage à l'eau claire. Dans une application particulière, on applique le mode 10 opératoire de ce procédé à des matériaux issus de coulée ou de fonderie, comme du verre, du cristal, ou du métal. Les fraiseuses d'usinage à grande vitesse permettent aujourd'hui, avec des outils adaptés, notamment en revêtement diamant, d'usiner du verre avec une grande précision de profil. On peut 15 ainsi insérer dans une empreinte femelle une pièce mâle ouvragée. Ce procédé répond particulièrement bien aux attentes de l'industrie du luxe ; il est à noter que l'utilisation de moyens de collage peut, dans certains cas comme celui-ci, être considérée comme facultative, à certains stades du procédé. 20 Seule la qualité de l'ajustement assure alors le maintien relatif des pièces. L'opération de mise en forme gauche est, dans ce cas particulier, réalisée avec les techniques propres à la verrerie ou à la cristallerie. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièces (6), de forme gauche et comportant un décor, caractérisé par la réalisation opérations successives suivantes : usinage et gravure d'un motif femelle (11) et rectification de la surface supérieure (10) d'une première plaque (1); collage sous pression d'un motif mâle (2) complémentaire audit motif femelle (11) dans ce dernier, en affleurement ou surplomb, et séchage ; usinage puis rectification de la surface du côté de l'assemblage, jusqu'à obtention d'une surface continue (31); rectification d'une surface (41) d'une deuxième plaque (4), dans une géométrie complémentaire à celle de ladite surface continue (31); collage ensemble sous pression de l'ensemble (3) ainsi constitué et de ladite deuxième plaque (4) par leurs faces rectifiées (31 ; 41), et séchage ; usinage d'au moins une pièce (6), dans l'ensemble final (5) ainsi constitué; cintrage sur moyens de mise en forme (7) de ladite pièce, notamment sous l'action de moyens de chauffage 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que, dans cet ordre : - on prépare au moins une première plaque (1) d'un premier matériau, notamment en matière plastique, tel que de l'acétate de cellulose, ou du PMMA, ou similaire - on usine puis rectifie la surface supérieure (10) de ladite première plaque (1) - on grave un motif femelle (11), de préférence borgne, sur ladite face supérieure (10), notamment par fraisage - on prépare un motif mâle (2) correspondant, par découpe ou fraisage, dans un second matériau conçu apte à être collé avec celui de ladite première plaque (1), de préférence dans le même matériau, ledit motif mâle (2) étant complémentaire audit motif femelle (11) au moins dans le fond de ce dernier 8 2903630 9 - on enduit d'un moyen de collage, apte à l'assemblage entre eux du premier et du second matériau tel qu'un des solvants adaptés auxdits matériaux, au moins l'un des deux motifs femelle (11) ou/et mâle (2), en quantité suffisante pour 5 garnir le fond du motif femelle (11), et permettre la prise latérale, sans pour autant déborder lors de l'assemblage - on colle le motif mâle (2) dans ledit motif femelle (11), en affleurement ou mieux léger surplomb - on soumet à l'action de moyens de pression un premier 10 ensemble (3) ainsi constitué par l'assemblage par collage - on sèche ledit premier ensemble (3) jusqu'à prise complète du moyen de collage - on usine puis rectifie la surface du côté de l'assemblage, et on élimine les points saillants, jusqu'à 15 obtention d'une surface continue (31) - on prépare une deuxième plaque (4) transparente ou translucide d'un troisième matériau conçu apte à être assemblé par collage avec les premier et second matériaux - on rectifie une surface (41) de cette deuxième plaque 20 (4), dans une géométrie complémentaire à celle de ladite surface continue (31) - on enduit d'un moyen de collage, apte à l'assemblage entre eux des premier, second, et troisième matériau tel qu'un des solvants adaptés auxdits matériaux, au moins l'une desdites 25 surfaces (31 ; 41) - on colle ensemble ledit premier ensemble (3) et ladite deuxième plaque (4) par leurs faces rectifiées (31. 41), - on soumet à l'action de moyens de pression un second ensemble (5) ainsi constitué par l'assemblage par collage 30 - on sèche ledit second ensemble (5) jusqu'à prise complète du moyen de collage - on positionne ledit second ensemble (5) par des moyens de positionnement tels qu'encoches, alésages, ou autres repères, sur des moyens d'usinage -on découpe, de préférence en panoplie et notamment par fraisage, au moins une pièce (6), dans ledit second ensemble 2903630 10 (5), de façon apte à permettre le détachage de chaque pièce (6) dudit second ensemble (5) - on cintre sur des moyens de mise en forme (7) ladite pièce, notamment sous l'action de moyens de chauffage 5 - on effectue la finition de l'état de surface de ladite pièce (6) par un procédé de finition tel que tonnelage, lavage, tonnelage, polissage au rouleau si nécessaire - on transfère ladite pièce (6) prête à l'emploi sur un poste de montage final ou d'assemblage, ou de décoration, ou 10 d'emballage. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on rectifie lesdites surfaces (10 ; 31 ; 41) selon un profil plan. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par 15 le fait qu'on rectifie lesdites surfaces (10 ; 31 ; 41) selon un profil cylindrique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on effectue à l'un des stades consécutifs à la découpe de ladite pièce (6), le passage 20 de cette dernière dans une phase vapeur de solvant, notamment en vapeur d'acétate, on trempe ladite pièce (6) dans un colorant, et on la colmate à l'eau claire. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on choisit lesdits 25 matériaux parmi les matières plastiques. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on choisit lesdits matériaux en acétate de cellulose. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé par le fait qu'on choisit lesdits matériaux en matière plastique à base d'acétone. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait qu'on choisit l'acétone en phase vapeur comme solvant. 35 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on choisit des matériaux provenant de coulée ou de fonderie, notamment du verre, du cristal ou du métal.