Brevet FR3006232A1 — publié le 20141205

La présente invention concerne un procédé d'assemblage de tubes en plastique à partir d'une source de chaleur qui permet par une soudure autogène, d'obtenir un matériau homogène aux qualités esthétiques, mécaniques, acoustiques et qui transforme la lumière (intensité/température des couleurs). 1:assemblage de ces tubes est traditionnellement effectué à l'aide d'un liant (colle) et nécessite donc un ajout de matière, ce qui ne permet pas d'obtenir un matériau homogène aux qualités structurelles. Le procédé selon l'invention (figure I) permet de remédier à cet inconvénient. Il comporte en effet selon une première caractéristique, une source de chaleur appliquée en surface I 0 afin de souder sur quelques millimètres plusieurs tubes en plastique disposés en quinconce (figure 2), chaque tube étant adjacent à 6 autres tubes (figure 3), constituant ainsi une soudure autogène sur au moins une des sections formées par la base des tubes (figure 4). Selon des modes particuliers de réalisation : - les tubes en plastique de différentes couleurs (opaques,transparents ou translucides) ont une 15 longueur qui varie de quelques centimètres à des dizaines de centimètres et dont le diamè- tre est compris entre quelques millimètres et quelques centaines de millimètres. - la source de chaleur, par exemple un chalumeau chauffant à 1750°C (figure 5) ou un décapeur thermique chauffant à 300°C-500°C (figure 6) ou une thermoplaque chauffant à 300°C (figure 7) utilisée pour former la soudure autogène permet d'obtenir des qualités 20 esthétiques et structurelles propres à chaque outil. - un conformateur permet de contenir les tubes en plastique et de donner à l'ensemble une forme pré-déterminée. - la source de chaleur déforme la section des tubes en hexagones et permet d'obtenir une ou deux surface(s) qui s'apparentent alors à un système en nid d'abeille (figure 8) connu pour sa 25 résistance mécanique et sa légèreté. -2- - la soudure en surface de tubes en plastique de même longueur disposés sur un même plan, permet d'obtenir des surfaces plates par une vitesse constante de chauffe (figure 9) et/ou des surfaces en relief par la variation de la vitesse de chauffe (figure IO). - la soudure en surface de tubes en plastique disposés sur plusieurs plans permet d'obtenir deux surfaces en relief lorsque les tubes sont de longueurs identiques (figure II) ou une sur- face en relief et une surface plate lorsque les tubes sont de longueurs différentes (figure 12). - la soudure en surface de tubes en plastique de mêmes longueurs disposés sur un même plan, permet d'obtenir un élément courbé en soudant d'abord une face à plat. Celle-ci sera par la suite courbée et soudée sur l'autre face afin de conserver la forme. (figure 13) - la soudure du matériau homogène peut s'effectuer de manière automatisée à l'aide d'un ro- bot industriel qui permet de contrôler la vitesse et le chemin de passage de la ou les source(s) de chaleur (figure 14), avec à titre d'exemple, pour souder une surface d'Im2 constituée de tubes de 8mm de diamètre, avec un chalumeau de 1750°C se déplaçant avec une trajectoire linéaire, le temps nécessaire est de 2h30 à une vitesse de 15mm/sec l'optimisation du rende- ment de la fabrication pouvant être obtenue par la multiplication des sources de chaleur - Le matériau homogène (figure 15), obtenu grâce au procédé selon l'invention, présente une résistance importante due à sa structure en sandwich (figure 16) avec à titre d'exemple, un module de Young (rigidité) en compression transverse (figure 17) de l'ordre de 4,5MPa et en compression longitudinale (figure 18) de l'ordre de 40MPa et transformant la lumière comme 20 un filtre qui agit sur l'intensité (figure 19) et la température de couleur (figure 20), avec à titre d'exemple, une absorption de 90% de la lumière traversant le matériau homogène constitué de tubes en plastique de couleur noire, de diamètre 8mm et de 120mm de long. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en axonométrie, le procédé d'assemblage par soudure autogène des 25 tubes en plastique. - 3 - La figure 2 représente en plan, la disposition de plusieurs tubes en quinconce. La figure 3 représente en plan, un tube et les 6 tubes qui lui sont adjacents. La figure 4 représente en axonométrie, les sections formées par les bases des tubes. La figure 5 représente en photo, le matériau homogène obtenu lorsque la source de chaleur est un chalumeau à gaz. La figure 6 représente en photo, le matériau homogène obtenu lorsque la source de chaleur est un décapeur thermique. La figure 7 représente en photo, le matériau homogène obtenu lorsque la source de chaleur est une thermoplaque. La figure 8 représente en plan, la structure en nid d'abeille. La figure 9 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir une ou deux surfaces plates. La figure 10 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir une ou deux surfaces en relief. La figure I 1 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir deux surfaces en relief. La figure I 2 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir une surface en relief et une surface plate. La figure 13 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir deux surfaces courbées. La figure 14 représente en photo, le procédé de soudure automatisée à l'aide d'un robot industriel. La figure 15 représente en photo, un exemple du matériau homogène. La figure 16 représente en axonométrie, la structure sandwich composée de deux peaux situées de part et d'autre d'un élément central, où dans le cas du matériau homogène, les peaux sont les surfaces 25 soudées sur quelques millimètres et l'élément central, les tubes en plastique disposés en quinconce. - 4 - La figure 17 représente en élévation, la direction de la compression transverse. La figure 18 représente en élévation, la direction de la compression longitudinale. La figure 19 représente sous forme de graphique, le taux de lumière absorbée par le matériau homogène, selon la couleur des tubes qui le constituent. La figure 20 représente sous forme de graphique, les variations de la température de couleur de la lumière en °K selon la couleur des tubes qui composent le matériau homogène. En référence à ces dessins, le procédé comporte des tubes en plastique de longueurs identiques, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés sur un même plan dans un conformateur dont la forme est préalablement définie. Lensemble des 10 tubes soudés sur quelques millimètres en surface par une source de chaleur externe devient structurel lorsque les deux faces sont soudées. Une fois soumise à la source de chaleur, la forme circulaire des tubes se transforme en forme hexagonale et produit une structure en nid d'abeille. Par le procédé de l'invention, il est possible d'obtenir une ou deux surfaces plates (figure 9) en maintenant constante la vitesse de passage de la source de chaleur sur la section 15 formée par les bases des tubes. La variation de la vitesse et/ou du nombre de passages de la source de chaleur permettent de créer du relief (figure 10) et modifient les diamètres en surface. Le procédé peut aussi comporter des tubes en plastique de différentes longueurs, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés sur des plans différents 20 (figure I I) dans un conformateur dont la forme en relief est préalablement définie.12ensemble des tubes soudés sur quelques millimètres en surface par une source de chaleur externe devient structurel lorsque les deux faces sont soudées. Une fois soumise à la source de chaleur, la forme circulaire des tubes se transforme en forme hexagonale et produit une structure en nid d'abeille dont la forme hexagonale se déforme plus ou moins en fonction du relief. 25 Le procédé peut aussi comporter des tubes en plastique de différentes longueurs, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés d'un côté sur un même plan et de l'autre sur des plans différents (figure 12) dans un conformateur dont la forme est préalablement définie. L'ensemble des tubes soudés sur quelques millimètres en surface par une source de chaleur externe devient structurel lorsque les deux faces sont soudées. Une fois soumise à la source de chaleur, la forme circulaire des tubes se transforme en forme hex- agonale et produit une structure en nid d'abeille dont la forme hexagonale se déforme plus ou moins en fonction du relief sur la face où les tubes sont disposés sur des plans différents. Cela permet, à titre d'exemple non limitatif, de fabriquer un revêtement de sol, où la face plate est contre le sol et celle en relief là où l'on est supposé marcher 1 0 Le procédé peut aussi comporter des tubes en plastique de longueurs identiques, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés sur un même plan où l'ensemble des tubes sont soudés sur quelques millimètres en surface, uniquement sur une face, par une source de chaleur externe. Une fois la première face soudée, l'ensemble encore souple peut être courbé (figure I 3) selon la forme déterminée par le conformateur et figé une 15 fois la seconde face fondue. Il est possible, afin de diminuer l'écart entre les tubes, causé par la courbure et donc de faciliter la fonte, d'introduire des éléments coniques par exemple, pour créer des espaces à certains endroits et rassembler la base des tubes à d'autres endroits. Le procédé selon l'invention peut s'effectuer de manière automatisée à l'aide d'un robot industriel qui permet de contrôler à la fois la vitesse et le chemin de passage de la ou les 20 source(s) de chaleur Le procédé d'assemblage selon l'invention est particulièrement destiné à l'architecture, (par exemple des rêtements de sol et de mur), à l'art, à l'éclairage, au mobilier et aux objets de décoration.