Brevet FR2964899A1 — publié le 20120323

L'invention concerne un moule multiempreinte, de moulage par injection, comprenant une partie fixe et une partie mobile. Les moules de ce type sont bien connus et utilisés notamment pour le moulage, dans un même cycle d'injection, de plusieurs pièces plastiques ayant une fonction technique, par exemple dans le système de délivrance de produits pharmaceutiques sous forme liquide ou sous forme d'aérosol. Dans ces moules, des empreintes sont réalisées dans la partie fixe, au niveau du plan de joint. Une fois le moule fermé, l'injection de matière plastique est effectuée en une fois 10 pour toutes les empreintes. Une régulation de température est assurée pour contrôler le refroidissement des pièces. Ensuite, le moule est ouvert et les pièces éjectées. La partie fixe du moule, qui porte les empreintes, est d'autant plus grande que le nombre d'empreintes est élevé. Au cours d'un cycle d'injection, le moule est un système d'échanges thermodynamiques hétérogènes, qu'il faut réguler afin 15 d'améliorer la stabilité des conditions de moulage et, par voie de conséquence, la stabilité des caractéristiques des pièces moulées. Lorsque le nombre d'empreintes est élevé, il est difficile de garantir une parfaite homogénéité des conditions de moulage de chaque empreinte. Lors de l'injection, ou lors des phases de maintien, apparaissent des déséquilibres. Il en résulte une hétérogénéité de poids ou de 20 dimensions des pièces moulées. Cette hétérogénéité est d'autant moins acceptable que les pièces plastiques ont une fonction technique précise. Un but de la présente invention est de proposer un moule d'injection assurant l'homogénéité des pièces plastiques injectées. Un autre but de l'invention est d'améliorer le rendement thermique et économique du 25 processus d'injection et ainsi de diminuer la consommation d'énergie, ainsi que les temps de refroidissement du moule. Un dernier objectif est de proposer une méthode de maintenance et de validation par éléments séparés et d'alléger ainsi considérablement les temps d'immobilisation de l'outillage. 30 L'invention a pour objet un moule multiempreinte, de moulage par injection, constitué d'une partie fixe et d'une partie mobile comportant chacune une structure métallique, respectivement fixe et mobile, caractérisé en ce que : - lesdites structures métalliques constituent ensemble une carcasse d'accueil, - des modules indépendants de moulage par injection sont disposés dans la carcasse d'accueil, - chaque module comprenant une partie fixe fixée à ladite structure métallique fixe et une partie mobile fixée à ladite structure métallique mobile. De préférence, chaque module est isolé thermiquement des autres modules et de la carcasse d'accueil. Chaque partie fixe et mobile du module porte une plaque en matériau isolant, pour 10 assurer son isolation thermique par rapport à la carcasse d'accueil. Avantageusement, ledit matériau isolant a une conductivité thermique inférieure à 10 W/m.K. De plus, ledit matériau isolant joue un rôle de ressort mécanique et a un module de compression inférieur à 50 GPa. 15 Avantageusement, par rapport à la carcasse d'accueil, les modules sont ajustés entre eux de manière indépendante. De préférence, un système de bridage accessible de l'extérieur du module, assure la fixation du module sur la carcasse d'accueil. Avantageusement, la régulation thermique des modules est assurée en parallèle. 20 Avantageusement, un recentrage de la carcasse d'accueil indépendant du recentrage des modules compense les défauts d'alignement de la presse à injecter ou de la carcasse d'accueil. De préférence, dans la carcasse d'accueil les modules sont recentrés au moyen d'appuis mécaniques solidaires de chaque module. 25 Avantageusement, l'éjection des pièces moulées est réalisée grâce à des systèmes de plaque dévêtisseuse ou d'éjecteurs pilotés mécaniquement à partir de la carcasse d'accueil, au moyen de plaque de manoeuvre ou de vérins synchronisés. De préférence, la validation globale de l'outillage, par la mesure des cotes plastiques conformes suivant des méthodes statistiques, est faite par une validation, selon les mêmes méthodes statistiques, des modules pris séparément, et la validation des conditions de process (pression et température) de chaque module dans une carcasse d'accueil commune est identique aux conditions de process d'un module dans une carcasse unitaire. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, à titre illustratif et non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel : - la fig. 1 est une vue en perspective, par le plan de joint, de la partie fixe d'un moule d'injection selon l'invention, - la fig. 2 est une vue en perspective, par le plan de joint, de la partie mobile d'un moule d'injection selon l'invention, - la fig. 3 est une vue en perspective de la partie fixe, visible sur la fig. 1, d'un module du moule d'injection selon l'invention, - la fig. 4 est une vue en perspective de la partie mobile, visible sur la fig. 2, d'un module du moule d'injection selon l'invention, - la fig. 5 est une vue en perspective d'un module, en position de moulage, du moule d'injection selon l'invention. Le moule multiempreinte, de moulage par injection, est constitué d'une carcasse d'accueil dans laquelle sont disposés des modules, qui sont individuellement des moules multiempreintes. Ces modules sont indépendants les uns des autres. Ils sont identiques et présentent les mêmes caractéristiques d'injection des pièces plastiques. Ils sont isolés thermiquement les uns des autres et de la carcasse d'accueil. Ils sont ajustés mécaniquement par rapport à la carcasse d'accueil, indépendamment les uns des autres. Ils sont démontables et remplaçables individuellement, ce qui facilite la maintenance et diminue le temps d'immobilisation du moule. Ils sont validés individuellement et la vérification de l'égalité de leurs conditions d'utilisation permet d'établir la validation globale du moule suivant les standards pharmaceutiques. Le moule multiempreinte, de moulage par injection, est constitué essentiellement d'une partie fixe 1 (fig. 1) et d'une partie mobile 2 (fig.2). Chacune des deux parties, fixe 1 et mobile 2, comporte une structure métallique, 3, 4 respectivement. Ces deux structures métalliques, 3, 4 constituent ensemble une carcasse d'accueil 3-4, sur laquelle sont disposées les parties, fixe 5 et mobile 6, respectivement, de modules 7 de moulage. Dans l'exemple de réalisation représenté aux fig. 1 et 2, huit modules 7 de moulage sont installés. Comme dans un moule d'injection classique, la structure métallique contient un système de distribution de la matière plastique à injecter dans les empreintes, de régulation de la température, et de manoeuvre pour l'éjection des pièces moulées. Chaque module 7 de moulage (fig. 5) réalise individuellement les fonctions essentielles du moulage de la pièce plastique : injection et maintien de la matière plastique dans l'empreinte, déplacement éventuel de certains éléments moulants, régulation de température et éjection de la pièce moulée. Dans l'exemple de réalisation représenté aux fig. 3 et 4, chaque module est prévu pour le moulage de seize pièces et la partie fixe 5 comporte seize empreintes 8. A l'opposé du plan de joint correspondant aux empreintes 8, la partie fixe 5 du module comporte une plaque isolante 10, et la partie mobile 6 du module comporte une plaque isolante 11. Ces plaques 10, 11 ont une double fonction. Tout d'abord elles assurent une isolation thermique des modules 7 par rapport à la carcasse d'accueil 3, 4. Leur conductivité thermique est inférieure à 10 W/m.K au sens de la norme ASTMC-177. Ensuite, elles jouent un rôle de ressort mécanique : leur compression permet de garantir une contre-pression suffisante pour faire face à la pression d'injection dans le module. Leur module de compression est inférieur à 50 GPa au sens de la norme ASTM D-695. Les plaques 10, 11 sont réalisées en matériau composite ou en compound. A titre 30 d'exemple, les plaques 10, 11 sont en matériau connu sous la marque GLASTHERM de Glastic Corporation. Chacune des parties, respectivement fixe 5 et mobile 6, d'un module 7 est fixée à la structure métallique correspondante, respectivement fixe 3 et mobile 4, du moule. Cette fixation est assurée au moyen de vis épaulées et de rondelles isolantes éventuelles pour garantir le respect des cotes de hauteur du plan de joint tout en limitant les échanges thermiques. Les matériaux utilisés pour cette fixation sont faiblement conducteurs pour minimiser la dispersion thermique. Par rapport à la carcasse d'accueil 3-4 du moule, les modules 7 sont ajustés entre eux de manière indépendante. Un système de bridage assure la fixation des différents modules sur la structure du moule. Le système de bridage est accessible de l'extérieur du module, ce qui permet un bridage moule fermé après vérification des portées des modules. Pour amortir les défauts de portée entre modules, on utilise les propriétés de compression de la plaque isolante 10, 11, qui permettent une auto-correction des 15 portées des modules. Pour protéger les modules d'un trop fort écrasement pendant le moulage par injection, une sécurisation des portées des modules est assurée au moyen de pavés métalliques. Les modules 7 sont isolés thermiquement entre eux. 20 Entre les modules, un espace d'air réduit les échanges thermiques par conduction ou par convection. Une interface isolante est éventuellement disposée pour réduire les échanges thermiques par rayonnement. Dans le moule multiempreinte à plusieurs modules indépendants les uns des autres, l'injection est assurée par un canal terminé par un seuil, ou par plusieurs canaux, 25 permettant l'arrivée de la matière plastique à partir d'une buse de la partie fixe 1 du moule. Il est aussi prévu un accès direct de buse à chaque empreinte. Le déplacement des éléments moulants à l'intérieur du module est piloté par un mécanisme de manoeuvre d'ensemble, ou par un circuit de commande à l'intérieur de la carcasse d'accueil. 30 La régulation thermique du module est assurée par un système d'alimentation 5 extérieur provenant de la carcasse d'accueil, ce qui permet le démontage indépendant du module. La régulation est faite par des nourrices lorsque le débit de régulation doit être privilégié, ou par des réseaux en arbre lorsque l'équilibrage de pression doit être privilégié. L'uniformité de la régulation thermique entre les différents modules est assurée par des arrivées parallèles. L'éjection des pieces moulées est réalisée grâce à des systèmes de plaque dévêtisseuse ou d'éjecteurs pilotés mécaniquement à partir de la carcasse d'accueil, au moyen de plaque de manoeuvre ou de vérins synchronisés, hydrauliques ou pneumatiques. Le recentrage de la carcasse d'accueil indépendant du recentrage des modules est effectué pour compenser les défauts d'alignement de la presse à injecter ou de la carcasse d'accueil. Dans la carcasse d'accueil, les modules peuvent être recentrés au moyen d'appuis mécaniques solidaires de chaque module. Le réglage indépendant de chaque module lui garantit la qualité du contact au plan de joint, et du fonctionnement. La validation globale de l'outillage, par la mesure des cotes plastiques conformes suivant des méthodes statistiques, est faite par une validation, selon les mêmes méthodes statistiques, des modules pris séparément. La validation des conditions de process (pression et température) de chaque module 20 dans une carcasse d'accueil commune est identique aux conditions de process d'un module dans une carcasse unitaire. A titre d'exemple, en utilisant une presse de 80 T, on réalise 64 empreintes avec un moule classique, et 128 empreintes avec un moule modulaire selon l'invention. REVENDICATIONS1- Moule multiempreinte, de moulage par injection, constitué d'une partie fixe (1) et 5 d'une partie mobile (2) comportant chacune une structure métallique, respectivement fixe (3) et mobile (4), caractérisé en ce que : - lesdites structures métalliques constituent ensemble une carcasse d'accueil (3-4), - des modules (7) indépendants de moulage par injection sont disposés dans la carcasse d'accueil (3-4), 10 - chaque module (7) comprenant une partie fixe (5) fixée à ladite structure métallique fixe (3) et une partie mobile (6) fixée à ladite structure métallique mobile (4). 2- Moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque module (7) est isolé thermiquement des autres modules (7) et de la carcasse d'accueil (3-4). 3- Moule selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque partie fixe (5) et mobile (6) du module (7) porte une plaque (10, 11) en matériau isolant, pour assurer son isolation thermique par rapport à la carcasse d'accueil (3-4). 20 4- Moule selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit matériau isolant a une conductivité thermique inférieure à 10 W/m.K. 5- Moule selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit matériau isolant joue un rôle de ressort mécanique et a un module de compression inférieur à 50 GPa. 6- Moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que par rapport à la carcasse d'accueil (3-4), les modules (7) sont ajustés entre eux de manière indépendante. 7 15 25 7- Moule selon la revendication 6 caractérisé en ce que un système de bridage accessible de l'extérieur du module, assure la fixation du module (7) sur la carcasse d'accueil (3-4). 8- Moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que la régulation thermique des modules est assurée en parallèle. 9- Moule selon la revendication 1 caractérisé par un recentrage de la carcasse d'accueil indépendant du recentrage des modules pour compenser les défauts d'alignement de la presse à injecter ou de la carcasse d'accueil. 10- Moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans la carcasse d'accueil (3-4) les modules sont recentrés au moyen d'appuis mécaniques solidaires de chaque module. 11- Moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'éjection des pièces moulées est réalisée grâce à des systèmes de plaque dévêtisseuse ou d'éjecteurs pilotés mécaniquement à partir de la carcasse d'accueil (3-4), au moyen de plaque de manoeuvre ou de vérins synchronisés. 20 12- Moule selon la revendication 1 caractérisé en ce que la validation globale de l'outillage, par la mesure des cotes plastiques conformes suivant des méthodes statistiques, est faite par une validation, selon les mêmes méthodes statistiques, des modules pris séparément. 13- Moule selon la revendication 12 caractérisé en ce que la validation des conditions de process (pression et température) de chaque module dans une carcasse d'accueil commune est identique aux conditions de process d'un module dans une carcasse unitaire. 25 30