Brevet FR2945236A1 — publié le 20101112

Moule, installation de soufflage et procédé de fabrication d'un moule La présente invention concerne le domaine du moulage de récipients, notamment de bouteilles, en matière thermoplastique, tel que PET (polyéthylène téraphtalate) par soufflage ou étirage-soufflage de préformes chauffées. Plus précisément, l'invention se rapporte à un moule d'une installation de soufflage de récipients ainsi qu'au procédé de fabrication du moule, et à l'installation de soufflage 10 comportant un tel moule. Selon une configuration, un moule d'une telle installation de soufflage comprend deux demi-moules pour former l'épaule et le corps des récipients, et un fond de moule pour former le fond des récipients. Les deux demi-moules sont articulés l'un par rapport à 15 l'autre autour d'un axe. Ils sont déplacés l'un par rapport à l'autre entre une position de fermeture du moule et de soufflage, et une position d'ouverture du moule au cours de laquelle le récipient façonné est retiré. Le fond de moule est déplacé verticalement entre la position de fermeture et d'ouverture du moule. 20 Des pièces de centrage et de verrouillage sont fixées sur les demi-moules et sur le fond pour assurer le centrage et la formation précise de la cavité de moulage, et éviter les bavures dues au plan de joint. Toutefois, ces pièces de centrage et de verrouillage doivent être régulièrement lubrifiées. 25 Ces opérations de maintenance nécessitent l'arrêt de l'installation de soufflage et plus généralement l'arrêt de l'ensemble de la chaîne de fabrication des récipients. Ces arrêts diminuent les cadences de production et augmentent le coût de fabrication des récipients. De plus, ces opérations de maintenance sont réalisées dans des conditions 30 relativement difficiles pour les opérateurs en raison, notamment, de la température ambiante qui règne autour de l'installation. En outre, ces opérations de lubrification souillent parfois les moules. 2 L'invention a notamment pour but de supprimer ces opérations de maintenance. A cet effet, l'invention a pour objet un moule pour installation de soufflage de récipients en matière thermoplastique, le moule comportant deux parties de moule comprenant l'une, un relief de centrage, et l'autre un relief de centrage de forme complémentaire ; lesdits relief de centrage et relief de centrage de forme complémentaire étant aptes à coopérer l'un avec l'autre, au moins une partie de l'un au moins des relief de centrage et relief de centrage de forme complémentaire comprenant un matériau composite anti-frottement pour éviter sa lubrification. Suivant des modes particuliers de réalisation, le moule comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - au moins un relief parmi le relief de centrage et le relief de centrage de forme complémentaire est fixé à une partie de moule ; ledit relief fixé étant réalisé en matériau composite anti-frottement ; - le matériau composite anti-frottement comprend du plastique, et dans lequel au moins un relief parmi le relief de centrage et le relief de centrage de forme complémentaire est fixé à une partie de moule ; ledit relief fixé étant réalisé par moulage par injection plastique ; - le matériau composite anti-frottement comprend polyetherimide ; - le matériau composite anti-frottement comprend des composés lubrifiants ; - les composés lubrifiants comprennent du polytétrafluoréthylène ; - le matériau (43) composite anti-frottement est un revêtement DLC ; L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un moule destiné à une installation de soufflage de récipients en matière thermoplastique ; le moule comportant deux parties de moule comprenant l'une, un relief de centrage, et l'autre un relief de centrage de forme complémentaire ; lesdits relief de centrage et relief de centrage de forme complémentaire étant aptes à coopérer l'un avec l'autre, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - usinage de deux parties de moule, au moins une partie de moule comprenant au moins une face de réception ; - moulage par injection d'au moins un relief parmi un relief de centrage et un relief de centrage de forme complémentaire dans un matériau composite anti-frottement ; et - fixation du relief moulé à la face de réception de la ou de chaque partie de moule. En variante, le procédé de fabrication d'un moule destiné à une installation de soufflage de récipients en matière thermoplastique ; le procédé comportant une étape d'usinage de deux parties de moule comprenant l'une, un relief de centrage, et l'autre un relief de centrage de forme complémentaire ; lesdits relief de centrage et relief de centrage de forme complémentaire étant aptes à coopérer l'un avec l'autre, ledit procédé comportant une étape d'application d'un revêtement composite antifrottement sur au moins une partie de l'un au moins des relief de centrage et relief de centrage de forme complémentaire pour éviter la lubrification du moule. Enfin, l'invention a pour objet une installation de soufflage de récipients, notamment de 15 bouteilles, en matière thermoplastique, caractérisée en ce que l'installation comporte au moins un moule tel que mentionné ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - La figure 1 est une vue partiellement en coupe du moule selon l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective d'un demi-moule et d'un fond selon l'invention ; et - La figure 3 est une vue en perspective d'une bague d'usure et d'une portion d'anneau d'usure du moule selon l'invention. Dans la suite de la description, les termes � supérieur � et � inférieur � sont définis par rapport à la position usuelle d'un moule dans une installation de soufflage. Ces termes ne doivent pas être interprétés comme limitant la portée de la présente invention à une 30 quelconque orientation du moule. De façon connue, une installation de soufflage comprend un bâti portant un carrousel propre à être entraîné en rotation autour d'un axe central. 20 25 Le carrousel supporte plusieurs unités de moulage. Chaque unité de moulage comprend une console 8, un moule 10 et un ou plusieurs actionneurs pour manoeuvrer les différentes parties de ce moule. Selon une configuration possible de l'invention, non représentée, le moule comprend uniquement deux demi-moules pourvus chacun d'une empreinte propre à former l'ensemble de l'épaule, du corps et du fond des récipients. 10 Selon une autre configuration de l'invention représentée sur les figures 1 et 2, le moule 10 comprend une première 14 et une seconde 16 demi-faces de moule, ci-après appelées demi-moules, dans lesquelles est creusé une empreinte 14A, 16A pour former l'épaule et le corps des récipients, et un fond 18 de moule dans lequel est creusé une empreinte 18A pour former le fond des récipients. 15 Dans l'exemple illustré, les deux demi-moules 14, 16 sont articulés l'un par rapport à l'autre autour d'un axe non représenté. Ce type de moule est généralement appelé moule portefeuille. Une première unité d'entraînement, non représentée, et apte à déplacer les demi-moules 14, 16 entre une position de fermeture du moule dans laquelle les demi- 20 moules sont accolés, et une position d'ouverture du moule dans laquelle les demi-moules sont éloignés l'un de l'autre pour permettre le retrait du récipient façonné. Le fond 18 est porté par un support 19 qui est mobile verticalement par rapport à la console 8. Le fond 18 et le support 19 sont assemblés ensemble par des vis 21. Une seconde unité d'entraînement, non représentée, est propre à déplacer le support 19 entre la position de fermeture du moule 10 dans laquelle le fond 18 coopère avec les demi-moules 14, 16, et une position d'ouverture dans laquelle le fond 18 est déplacé dans une position éloignée des demi-moules 14, 16. En variante, le moule 10 est formé de deux demi-moules mobiles linéairement l'un par rapport à l'autre. 25 30 Chaque demi-moule 14, 16 est équipé de deux raccords 26 pour réaliser la thermorégulation des préformes qui sont dans le moule 10. En référence aux figures 1 et 2, chaque demi-moule 14, 16 présente une forme sensiblement semi-cylindrique. En particulier, chaque demi-moule 14, 16 comprend un support 20, un porte-coquille 22 emboîté et fixé sur le support 20, et une coquille 24 emboîtée et fixée dans le porte-coquille 22. Les empreintes 14A et 16A sont creusées dans la face interne des coquilles 24. Elles forment avec l'empreinte 18A du fond, une cavité 28 de moulage, lorsque les demi-moules 14, 16 et ledit fond 18 sont accolés. Le demi-moule 14 possède des faces coopérantes ou faces 29, 30 d'appui, qui, en position de fermeture du moule, sont en appui mutuel sur les faces 32, 34 d'appui du demi-moule 16. Les faces 29, 30 d'appui du demi-moule 14 sont munies de reliefs de centrage destinés à venir coopérer avec des reliefs de centrage de forme complémentaire de l'autre demi-moule 16. Dans l'exemple illustré, les reliefs 36, 38 de centrage sont constitués par des pions 36, 38 de centrage et les reliefs de centrage de forme complémentaire sont formés par des logements 40, 42 de forme et de profondeur correspondant à celles desdits pions de centrage. Les pions 36, 38 et les logements 40, 42 sont propres à assurer un calage et un positionnement correct d'un demi-moule 14 par rapport à l'autre demi-moule 16. Les pions 36, 38 ou les logements 40, 42, ou les pions 36, 38 et les logements 40, 42 comprennent un matériau 43 composite anti-frottement pour éviter la lubrification de ceux-ci. Ainsi, aucune lubrification n'est réalisée sur les pions 36, 38 ou les logements 40, 42 après plus de 300.000 cycles de soufflage. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le matériau 43 composite antifrottement comprend une matière plastique. Dans ce cas, les pions 36, 38 et/ou les logements 40, 42 sont réalisés par moulage par 5 injection d'insert en forme de pion ou de douille. Puis, ils sont ajustés en force dans des trous percés dans le demi-moule 14 et/ou le demi-moule 16. En variante, les pions 36, 38 et les logements 40, 42 sont vissés dans des taraudages des demi-moules 14, 16. En particulier, le matériau 43 composite anti-frottement comprend du polyetherimide et de préférence du polyetherimide chargé en composés lubrifiants tels que du polytétrafluoréthylène. 15 Le polyetherimide est également chargé en fibres de verre ou fibres de carbone pour augmenter sa rigidité. Par exemple, le matériau 43 composite anti-frottement commercialisé par la société de marque déposée � Sabic Innovative Plastics � sous la référence commerciale �UFL 36 � 20 ou �UFL 4036 � peut être utilisé. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le matériau 43 composite antifrottement est un revêtement DLC (de l'anglais � Diamond Like Carbon �). 25 Le revêtement DLC est alors appliqué sur les inserts formant les pions 36, 38 et/ou sur les inserts formant les logements 40, 42 qui sont, dans ce cas, usinés dans de l'aluminium. En variante, le revêtement DLC est directement déposé dans le logement formé dans 30 ledemi-moule 16. Ce type de revêtement est notamment décrit dans les documents suivants : US 6,303,226 ; US 5,250,322 et US 5,470,661. 10 Comme visible sur les figures 1 et 3, une portion ou un segment 44 d'anneau d'usure est fixée sur la face inférieure 48 de chaque demi-moule 14, 16 par des vis 49. Cette portion 44 d'anneau d'usure est destinée à venir coopérer avec une bague 50 d'usure aménagée autour du fond 18 pour assurer le centrage et le verrouillage du fond 18 sur les demi-moules 14, 16 lors de l'opération de fermeture du moule 10. A cet effet, une gorge 58 est formée sur le pourtour du fond 18. Cette gorge 58 est apte à réceptionner la bague 50 d'usure. Le fond 18 et la bague 50 d'usure sont assemblés 10 ensemble par des vis 60. La bague 50 d'usure et les portions 44 d'anneau d'usure comprennent le matériau 43 composite anti-frottement pour éviter leur lubrification. 15 Comme décrit précédemment, ce matériau 43 composite anti-frottement est, selon le premier mode de réalisation de l'invention, un matériau comprenant du polyetherimide ou selon le second mode de réalisation de l'invention, un revêtement DLC. En variante du second mode de réalisation de l'invention, seule une partie de la bague 50 20 d'usure et une partie des portions 44 d'anneau d'usure comprennent le matériau 43 composite anti-frottement. Ces parties sont alors les parties de la bague d'usure et de la portion d'anneau d'usure en contact mutuel l'une avec l'autre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, seule la bague 50 d'usure et les 25 portions 44 d'anneau d'usure comprennent le matériau 43 composite anti-frottement. Les pions 36, 38 et les logements 40, 42 sont alors lubrifiés de façon classique. Dans ce cas, le demi-moule 14 (ou 16) et le fond 18 forment une première partie de moule au sens de l'invention. Le demi-moule 16 (ou 14) forme, à lui tout seul, la deuxième partie de moule au sens de l'invention. La bague d'usure 50 constitue le relief de centrage de la première 30 partie 14, 18 de moule. La portion 44 d'anneau d'usure constitue le relief de centrage de forme complémentaire de la deuxième partie 16 du moule. Selon un dernier mode de réalisation de l'invention, seuls les pions 36, 38 et/ou les logements 40, 42 comprennent le matériau 43 composite anti-frottement. La bague 50 d'usure et les portions 44 d'anneau d'usure sont alors lubrifiées de façon classique. Dans ce cas, le demi-moule 14 forme la première partie de moule au sens de l'invention. Le demi-moule 16 forme la deuxième partie de moule au sens de l'invention. Les pions 36, 38 constituent les reliefs de centrage de la première partie de moule 14. Les logements 40, 42 constituent les reliefs de centrage de forme complémentaires de la deuxième partie 16 du moule. L'invention concerne également un procédé de fabrication du moule 10 tel que mentionné ci-dessus. Le procédé comporte les étapes suivantes : - usinage de deux parties de moule, au moins une partie de moule comprenant au moins une face de réception; - moulage par injection d'au moins un relief parmi un relief 36, 38, 50 de centrage 15 et un relief 40, 42, 44 de centrage de forme complémentaire dans un matériau 43 composite anti-frottement ; et - fixation du relief moulé à la face de réception de la partie de moule. En variante, le procédé comporte les étapes suivantes : 20 - usinage des deux demi-moules 14, 16 et du fond 18 ; - usinage de l'un au moins parmi les pions 36, 38, les logements 40, 42, la bague 50 d'usure et les portions 44 d'anneau d'usure, - application d'un revêtement 43 composite anti-frottement sur au moins une partie d'un relief parmi les pions 36, 38, les logements 40, 42, la bague 50 d'usure et les 25 portions 44 d'anneau d'usure. REVENDICATIONS1. Moule (10) pour installation de soufflage de récipients en matière thermoplastique, le moule (10) comportant deux parties de moule comprenant l'une, un relief (36, 38, 50) de centrage, et l'autre un relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire ; lesdits relief (36, 38, 50) de centrage et relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire étant aptes à coopérer l'un avec l'autre, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'un au moins des relief (36, 38, 50) de centrage et relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire comprend un matériau (43) composite anti-frottement pour éviter sa lubrification. 2. Moule (10) selon la revendication 1, dans lequel au moins un relief parmi le relief (36, 38, 50) de centrage et le relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire est fixé à une partie de moule ; ledit relief fixé étant réalisé en matériau (43) composite antifrottement. 3. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le matériau (43) composite anti-frottement comprend du plastique, et dans lequel au moins un relief parmi le relief (36, 38, 50) de centrage et le relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire est fixé à une partie de moule ; ledit relief fixé étant réalisé par moulage par injection plastique. 4. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau (43) composite anti-frottement comprend polyetherimide. 5. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le matériau (43) composite anti-frottement comprend des composés lubrifiants. 6. Moule (10) selon la revendication 5, dans lequel les composés lubrifiants comprennent du polytétrafluoréthylène. 7. Moule (10) selon la revendication 1, dans lequel le matériau (43) composite antifrottement est un revêtement DLC.30 8. Installation de soufflage ou étirage-soufflage de récipients, notamment de bouteille, en matière thermoplastique, caractérisée en ce que l'installation comporte au moins un moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Procédé de fabrication d'un moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit moule (10) étant destiné à une installation de soufflage de récipients en matière thermoplastique ; le moule (10) comportant deux parties de moule comprenant l'une, un relief (36, 38, 50) de centrage, et l'autre un relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire ; lesdits relief (36, 38, 50) de centrage et relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire étant aptes à coopérer l'un avec l'autre ; caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - usinage de deux parties de moule, au moins une partie de moule comprenant au moins une face de réception ; - moulage par injection d'au moins un relief parmi un relief (36, 38, 50) de centrage et un relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire dans un matériau (43) composite anti-frottement ; et - fixation du relief moulé à la face de réception de la ou de chaque partie de moule. 10. Procédé de fabrication d'un moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit moule (10) étant destiné à une installation de soufflage de récipients en matière thermoplastique ; le procédé comportant une étape d'usinage de deux parties de moule comprenant l'une, un relief (36, 38, 50) de centrage, et l'autre un relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire ; lesdits relief (36, 38, 50) de centrage et relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire étant aptes à coopérer l'un avec l'autre ; caractérisé en ce que le procédé comporte une étape d'application d'un revêtement (43) composite anti-frottement sur au moins une partie de l'un au moins des relief (36, 38, 50) de centrage et relief (40, 42, 44) de centrage de forme complémentaire pour éviter la lubrification du moule.