Brevet FR2955521A1 — publié le 20110729

MOULE D'INJECTION ET PROCEDE DE FABRICATION DE MOULES D'INJECTION POUR PIECE DE PROTOTYPAGE La présente invention est relative à un moule d'injection et son procédé de fabrication, pour la réalisation de pièce de prototypage en Dicyclopentadiene industriel (DCPD). 10 A titre d'exemple, les utilisateurs finaux de pièces moulées en Dicyclopentadiene industriel (DCPD) (par exemple les constructeurs de véhicules) sont à ce jour obligés de réaliser des pièces en matière plastique dite de « validation » pour les phases de design, crash test... et souhaitent que lesdites pièces soient fabriquées 15 avec la matière définitive de production. Dans le cas de la réalisation de pièces en Dicyclopentadiene industriel DCPD pour les constructeurs de véhicules, ces dernières sont principalement de grandes dimensions. La réalisation de pièces dans cette matière oblige l'utilisation de 20 moules en acier ou en aluminium qui ne permettent pas la moindre erreur de conception et qui engendre des coûts et des délais très importants. Pour éviter d'avoir à modifier ces moules séries, les constructeurs de véhicules réalisent souvent des pièces de validation prototypes, mais dans des matières 25 plus faciles à mouler et forcément peu représentatives du Dicyclopentadiene industriel (DCPD), aussi bien par les caractéristiques mécaniques qu'en épaisseur ou en aspect, ce qui implique de lourds calculs pour valider les différences de caractéristiques avant de pouvoir lancer la fabrication des moules et pièces séries. 30 Les caractéristiques de moulage des pièces en Dicyclopentadiene industriel (DCPD) ne permettent pas l'utilisation de moules de validation en composites traditionnels. En effet, pour obtenir le moulage de pièces en Dicyclopentadiene industriel (DCPD), il est nécessaire d'avoir un moule résistant d'une part à une exo 35 thermie violente à savoir une élévation de la température aux environs de 160 C° dans un temps très court et plus particulièrement en moins de deux minutes et d'autre part à une pression de moulage assez élevée. Les moules de validation « habituels » en composite ou béton de résines 40 présentent des parois de fortes épaisseurs pour pouvoir résister à la pression de moulage élevée, une épaisseur qui empêche une dissipation rapide de la température entraînant une détérioration immédiate des parois du moule en contact avec la matière brulante en Dicyclopentadiene industriel (DCPD). 45 Cette détérioration des parois du moule de validation en composite ou béton de résine traditionnel ne permet donc ni d'obtenir des quantités suffisantes de pièces de validation, ni un aspect ou une précision représentatives des pièces séries, obtenues par moulage dans un moule aluminium.5 Le moule d'injection suivant la présente invention a pour objet de répondre aux inconvénients des moules de validation en composite tout en permettant de réaliser des pièces en matière définitive, c'est-à-dire en Dicyclopentadiene industriel (DCPD) afin que les constructeurs de véhicules ou tout autre client utilisant ce type de matière puissent s'affranchir des réserves lourdes de conséquences en cas de problèmes. Le moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage en matière synthétique telle que de la Dicyclopentadiene (DCPD) suivant la présente invention comporte un support de base réalisé dans un bloc de résine, d'une matrice usinée dans le support de base et présentant un profil identique à celui de la pièce de prototypage à mouler, de moyens de constitution d'un profil complémentaire à celui de la matrice lorsque cette dernière est usinée soit en creux soit en relief, d'un poinçon solidaire d'un renfort et dont le profil dudit poinçon est complémentaire à celui réalisé dans la matrice pour que le moule d'injection ainsi constitué permette la réalisation par l'injection de matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD) de pièces de prototypage. Le moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la présente invention comporte des moyens de constitution du profil complémentaire de la pièce à mouler qui sont constitués d'une cire de calibrage qui est déposée à l'intérieur du profil de la matrice préalablement usiné en creux dans le support de base, ladite cire de calibrage permettant de déterminer l'épaisseur de la pièce à réaliser. Le moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la présente invention comporte un poinçon qui est constitué d'un assemblage de couches superposées de matières synthétiques. Le moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la présente invention comporte un renfort réalisé dans un bloc de bois ou dans une structure en bois venant en appui contre le poinçon et permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD). Le moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la présente invention comporte des moyens de constitution du profil complémentaire de la pièce à mouler constitués par l'usinage de la matrice en deux passages, le premier usinage pour réaliser le profil de la pièce à mouler en surépaisseur et le second usinage, après la réalisation du profil dans le poinçon, pour l'obtention du profil de la pièce à mouler en creux. Le procédé de réalisation d'un moule d'injection pour la réalisation de pièce de prototypage en matière synthétique telle que du Dicyclopentadiene (DCPD) suivant la présente invention consiste : • A prendre un bloc de résine usinable pour la réalisation d'un support de base dans lequel est usinée une matrice en creux dont le profil et les dimensions sont identiques à ceux de la pièce définitive à mouler ; • A placer à l'intérieur de la matrice de la cire de calibrage afin de déterminer le profil et les dimensions en épaisseur de la pièce définitive à mouler ; • A déposer et mouler autour de la cire de calibrage un poinçon réalisé à partir d'un assemblage de couches superposées de matières composites ; ^ A fixer le poinçon à un renfort permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière synthétique dans le moule d'injection ; • A retirer la cire de calibrage de la matrice du support de base ; • Et à placer l'ensemble poinçon et renfort contre le support de base afin de faire correspondre les profils en creux de formes complémentaires de la matrice et dudit poinçon pour que le moule d'injection ainsi constitué permette la réalisation par l'injection de matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD) de pièces de prototypage. Le procédé de réalisation d'un moule d'injection pour la réalisation de pièces de 15 prototypage en matière synthétique telle que du Dicyclopentadiene (DCPD) suivant la présente invention consiste : • A prendre un bloc de résine usinable pour la réalisation d'un support de base dans lequel est usinée une matrice en relief ou en surépaisseur dont le profil et les dimensions sont identiques à ceux de la pièce définitive à mouler ; 20 ^ A déposer et mouler autour du profil en surépaisseur de la matrice un poinçon réalisé à partir d'un assemblage de couches superposées de matières synthétiques ; • A retirer le poinçon de la matrice ; • A usiner une seconde fois la matrice au niveau du profil en surépaisseur pour 25 réaliser un profil en creux, dont les dimensions sont complémentaires à celles du profil en surépaisseur ; • A fixer le poinçon à un renfort permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière synthétique dans le moule d'injection ; • Et à placer l'ensemble poinçon et renfort contre le support de base afin de 30 faire correspondre les profils en creux de formes complémentaires de la matrice et dudit poinçon pour que le moule d'injection ainsi constitué permette la réalisation par l'injection de matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD) de pièces de prototypage. 35 Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, permettront de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : Figure 1 est une vue en perspective illustrant un support de base comportant une 40 matrice au profil de la pièce à mouler et à l'intérieur de laquelle est déposée une cire calibrée suivant la présente invention. Figure 2 est une vue en perspective montrant un poinçon venant recouvrir le support de base et la cire calibrée du moule d'injection suivant la présente 45 invention. Figure 3 est une vue en perspective illustrant un renfort ou contre moule venant recouvrir le poinçon et présentant une structure résistant aux pressions de moulage lors de l'injection d'une matière industrielle constituée à base de Dicyclopentadiene (DCPD) à l'intérieur du moule suivant la présente invention. On a montré en figures 1 à 3 un moule d'injection 1 suivant la présente invention 5 pour la réalisation de pièces de prototypage constituées par exemple dans une matière synthétique telle que du Dicyclopentadiene industriel (DCPD). Le moule d'injection 1 est constitué d'un support de base 2 qui est réalisé dans un bloc de résine comme par exemple réalisé à base de polyuréthane ou tout autre 10 matière usinable. Le support de base 2 est usiné pour constituer une matrice 3 en creux présentant un profil, des dimensions, des trous ou alésages qui sont identiques à ceux que doivent présenter la pièce définitive à mouler. Le moule d'injection 1 comporte une cire calibrée 4 qui est déposée sur le support 15 de base 2 et plus particulièrement à l'intérieur de la matrice 3 afin de réaliser l'épaisseur, les dimensions et profils externes de la pièce définitive à injecter. Le moule d'injection 1 comporte un poinçon 5 moulé ou déformé au profil de la cire calibrée 4 préalablement déposée à l'intérieur de la matrice 3 afin de 20 déterminer l'épaisseur de la pièce à réaliser. Le poinçon 5 est constitué d'un assemblage de couches superposées de matières synthétiques telles que par exemple de la fibre de verre ou de la résine venant recouvrir la cire calibrée 4 préalablement déposée dans la matrice 3 ménagée 25 dans le support de base 2. Le poinçon 5 est par exemple moulé autour de la cire de calibrage 4 afin de suivre les contours extérieurs de cette dernière et définir les dimensions, épaisseurs, contours et profils externes de la pièce définitive à mouler. Le moule d'injection 1 comporte un renfort ou contre moule 6 sur lequel est fixé le poinçon 5. Le renfort 6 est réalisé dans un bloc de bois ou dans une structure en bois venant en appui contre le poinçon 5 et permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière synthétique. La cire de calibrage 4 est ensuite retirée du support de base 2 libérant la matrice en creux 3 au dessus de laquelle est positionnée le poinçon 5 préalablement moulé et solidaire du renfort 6 de sorte que les profils complémentaires de la matrice 3 et du poinçon 5 déterminent ceux de la pièce à réaliser. Le moule d'injection 1 est ainsi constitué pour la réalisation de pièces de validation obtenues par l'injection de matière synthétique définitive en Dicyclopentadiene (DCPD). 45 En variante, le moule d'injection 1 peut comporter un support de base 2 dont la matrice 3 est usinée en deux passages distincts pour éviter l'utilisation de la cire de calibrage 4. 30 35 40 Ainsi le support de base 2 est usiné une première fois pour déterminer le profil en épaisseur de la pièce définitive, c'est-à-dire les contours, passages et autres formes à obtenir. Ce profil en surépaisseur de la matrice 3 permet de venir mouler le poinçon 5 autour afin de suivre les contours extérieurs de cette dernière et définir les dimensions, épaisseurs, contours et profils externes de la pièce définitive à mouler. Ensuite, après la réalisation du profil du poinçon 5, ce dernier est retiré du support de base 2 pour que ledit support de base soit usiné une seconde fois au niveau des profils en surépaisseur pour réaliser un profil en creux, dont les dimensions contours sont complémentaires à celles du profil en surépaisseur. La mise en place du poinçon 5 solidaire du renfort 6 sur le support de base 2, permet de faire correspondre les profils en creux respectifs et complémentaires définissant le profil définitif de la pièce à mouler. Le moule d'injection 1 est ainsi constitué pour la réalisation de pièces de validation obtenues par l'injection de matière synthétique définitive en Dicyclopentadiene (DCPD). Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 25 REVENDICATIONS1. Moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage en matière synthétique telle que de la Dicyclopentadiene (DCPD), caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support de base (2) réalisé dans un bloc de résine, d'une matrice (3) usinée dans le support de base (2) et présentant un profil identique à celui de la pièce de prototypage à mouler, de moyens de constitution d'un profil complémentaire à celui de la matrice (3) lorsque cette dernière est usinée soit en creux soit en relief, d'un poinçon (5) solidaire d'un renfort (6) et dont le profil dudit poinçon (5) est complémentaire à celui réalisé dans la matrice (3) pour que le moule d'injection (1) ainsi constitué permette la réalisation par l'injection de matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD) de pièces de prototypage. 2. Moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de constitution du profil complémentaire de la pièce à mouler sont constitués d'une cire de calibrage (4) qui est déposée à l'intérieur du profil de la matrice (3) préalablement usiné en creux dans le support de base (2), ladite cire de calibrage (4) permettant de déterminer l'épaisseur de la pièce à réaliser. 3. Moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le poinçon (5) est constitué d'un assemblage de couches superposées de matières synthétiques. 4. Moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le renfort (6) est réalisé dans un bloc de bois ou dans une structure en bois venant en appui contre le poinçon (5) et permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD). 5. Moule d'injection pour la réalisation de pièces de prototypage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de constitution du profil complémentaire de la pièce à mouler sont constitués par l'usinage de la matrice (3) en deux passages, le premier usinage pour réaliser le profil de la pièce à mouler en surépaisseur et le second usinage, après la réalisation du profil dans le poinçon (5), pour l'obtention du profil de la pièce à mouler en creux. 6. Procédé de réalisation d'un moule d'injection (1) pour la réalisation de pièces de prototypage en matière synthétique telle que du Dicyclopentadiene (DCPD) suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste : • A prendre un bloc de résine usinable pour la réalisation d'un support de base (2) dans lequel est usinée une matrice (3) en creux dont le profil et les dimensions sont identiques à ceux de la pièce définitive à mouler ; • A placer à l'intérieur de la matrice (3) de la cire de calibrage (4) afin de déterminer le profil et les dimensions en épaisseur de la pièce définitive à mouler ; • A déposer et mouler autour de la cire de calibrage (4) un poinçon (5) réalisé à partir d'un assemblage de couches superposées de matières synthétiques ; • A fixer le poinçon (5) à un renfort (6) permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière synthétique dans le moule d'injection (1) ; • A retirer la cire de calibrage (4) de la matrice (3) du support de base (2) ; • Et à placer l'ensemble poinçon (5) et renfort (6) contre le support de base (2) afin de faire correspondre les profils en creux de formes complémentaires de la matrice (3) et dudit poinçon (5) pour que le moule d'injection (1) ainsi constitué permette la réalisation par l'injection de matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD) de pièces de prototypage. 7. Procédé de réalisation d'un moule d'injection (1) pour la réalisation de pièces de prototypage en matière synthétique telle que du Dicyclopentadiene (DCPD) suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste : • A prendre un bloc de résine usinable pour la réalisation d'un support de base (2) dans lequel est usinée une matrice (3) en relief ou en surépaisseur dont le profil et les dimensions sont identiques à ceux de la pièce définitive à mouler ; • A déposer et mouler autour du profil en surépaisseur de la matrice (3) un poinçon (5) réalisé à partir d'un assemblage de couches superposées de matières synthétiques ; • A retirer le poinçon (5) de la matrice (3) ; • A usiner une seconde fois la matrice (3) au niveau du profil en surépaisseur pour réaliser un profil en creux, dont les dimensions sont complémentaires à celles du profil en surépaisseur ; • A fixer le poinçon (5) à un renfort (6) permettant de supporter les pressions lors de l'injection de la matière composite dans le moule d'injection (1) ; • Et à placer l'ensemble poinçon (5) et renfort (6) contre le support de base (2) afin de faire correspondre les profils en creux de formes complémentaires de la matrice (3) et dudit poinçon (5) pour que le moule d'injection (1) ainsi constitué permette la réalisation par l'injection de matière synthétique en Dicyclopentadiene (DCPD) de pièces de prototypage.40