Brevet FR3022821A1 — publié le 20160101

La présente invention concerne un dispositif de moulage et de moussage d'une pièce plastique à partir d'une matière plastique comportant un gaz solubilisé. L'invention concerne également une pièce plastique moulée issue de ce dispositif. Dans le domaine de la fabrication de pièces en matière plastique, il est connu d'utiliser une matière plastique qui contient du gaz solubilisé afin de limiter la quantité de matière plastique injectée et le poids de la pièce obtenue. Au cours du moulage, il est ainsi prévu que la matière subisse une phase de moussage. Ce procédé est connu pour mettre en oeuvre des pièces légères. Cependant le gain de poids peut être considérablement augmenté. Plusieurs systèmes existent pour gérer l'épaisseur finale de la pièce ; cependant, ces systèmes intègrent des cinématiques d'ouverture de moule complexes. De plus, une limite inhérente au procédé d'injection plastique avec moussage est la gestion de parties en contredépouille des pièces. En effet, du fait de l'ouverture partielle du moule permettant le moussage de la matière plastique, les moules utilisés habituellement ne permettent pas de réaliser des zones en contre-dépouille. Dans ce contexte technique, un but de l'invention est proposer un dispositif de moulage de pièce plastique moussé présentant une ou plusieurs parties 20 en contre dépouille. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de moulage de pièce plastique moussé offrant un gain de poids plus important. A cet effet, la présente invention propose un dispositif de moulage d'une pièce plastique à partir d'une matière plastique comportant un gaz solubilisé, 25 caractérisé en ce que le dispositif comprend : - un bloc fixe comprenant une première demie empreinte et un bloc mobile comprenant une seconde demie empreinte, le bloc fixe et le bloc mobile étant jointifs au niveau d'un plan de joint et les première et seconde empreintes délimitant une cavité de moulage conçue pour recevoir la matière plastique, ayant un premier 30 volume et présentant une direction de démoulage principal, - des moyens d'écartement du bloc mobile par rapport au bloc fixe, permettant de faire passer la cavité de moulage du premier volume à un second volume ; - au moins un insert mobile disposé dans le bloc fixe portant au moins un 35 élément mobile, des moyens de poussée sollicitant l'insert mobile en direction du bloc mobile, les moyens de poussée étant configurés de sorte que l'insert mobile accompagne l'écartement du bloc mobile entre le premier volume et le second volume, en maintenant constant l'écartement entre la seconde demie empreinte ménagée dans le bloc mobile et le ou les éléments mobiles portés par l'insert mobile, - des moyens de déplacement du ou des éléments mobiles dans une direction secondaire non parallèle à la direction de démoulage principale lors de d'une ouverture complète. Ainsi, il est ainsi possible de procéder au moussage de la matière plastique injectée tout en permettant l'obtention de régions en contre-dépouille dans la pièce plastique, sans endommagement ou arrachement lors du moussage de la pièce plastique. L'invention permet ainsi la réalisation, avec moussage, de pièces moulées présentant des géométries complexes - contre-dépouilles et/ou perçages - qui nécessitent la mise en oeuvre d'un ou plusieurs éléments mobiles dans le moule. L'un des apports de l'invention est la présence dans le moule d'un insert mobile et de moyens d'écartement des blocs mobiles qui accompagnent l'ouverture du plan de joint lors de la phase de moussage. L'insert mobile est conçu pour porter des éléments utilisés pour gérer des contre-dépouilles que sont, par exemple, des tiroirs ou des cales. L'élément mobile permet de diriger, pendant une course faible correspondant au passage de la cavité d'un premier volume à un second volume, les éléments formant des contredépouilles dans la direction de démoulage principale. Durant l'ouverture du moule pour permettre l'éjection de la pièce, ces mêmes éléments permettant la réalisation des contre dépouilles reprennent une direction secondaire de déplacement différente de la direction de démoulage principale. Cette direction est mentionnée comme étant une direction secondaire. Il est entendu dans le présent document que les termes « axe de démoulage principal » ou « direction principale » désignent un axe ou une direction qui s'étend selon la direction parallèle à la direction d'écartement du bloc mobile par rapport au bloc fixe et les termes « axe de démoulage secondaire » ou « direction secondaire » désignent un axe ou une direction qui est sécant de la direction d'écartement du bloc mobile. Par ailleurs, l'expression « contre-dépouille » définit des géométries de pièce qui empêchent l'éjection naturelle d'une pièce plastique moulée selon l'axe de démoulage principal. Selon une possiblité d'exécution de l'invention, il est envisagé qu'au moins un insert mobile soit de plus disposé dans le bloc mobile. Avantageusement, le dispositif comprend, de plus, le dispositif comprend, de plus, des moyens de contrôle de position d'ouverture du bloc mobile par rapport au bloc fixe comprenant une plaque de base mobile pouvant prendre une position d'ouverture du dispositif, configurée pour entrainer l'écartement du bloc mobile et escamoter un organe de retenue contrôlant l'ouverture du moule dans son deuxième volume. Selon une possibilité d'exécution de l'invention, l'organe de retenue monté pivotant sur le bloc fixe comporte une partie en saillie destinée à être engagée dans une encoche ménagée dans le bloc mobile, l'encoche et la partie en saillie étant configurées pour autoriser l'écartement d'une distance prédéfinie du bloc mobile par rapport au bloc fixe de sorte que la cavité de moulage passe du premier volume au second volume. Selon une disposition particulière, les éléments de poussée comprennent des premiers vérins, tels que des ressorts hydrauliques ou des ressorts mécaniques. 15 L'utilisation de moyens d'écartement mécaniques associés à ces premiers vérins permet d'atteindre la précision de moulage et de moussage souhaitée. Selon une possibilité d'exécution de l'invention, les moyens d'écartement comprennent en outre des vérins, tels que des ressorts hydrauliques ou des ressorts mécaniques, interposés entre le bloc mobile et le bloc fixe. 20 Selon une possibilité, le bloc fixe comprend au moins une cale montante pilotée par l'insert mobile suivant la direction principale de démoulage dans la phase de passage du premier volume au second volume puis reprend sa direction secondaire durant l'ouverture complète du dispositif de moulage. Selon une possibilité de realisation, le bloc fixe comprend au moins un 25 tiroir pilôté par l'insert mobile suivant la direction principale de démoulage dans la phase de passage du premier volume au second volume puis reprend sa direction secondaire durant l'ouverture complète du dispositif de moulage. Selon un deuxième aspect de l'invention, celle-ci concerne une pièce plastique moulée comprenant des régions de matière plastique en contre-dépouille et 30 sans contre-dépouille présentant une densité de moussage variable Une pièce plastique allégée de part ses régions moussées, nécessitant une faible quantité de matériau plastique, et comportant des régions en contre dépouille est ainsi obtenue. La présente invention propose ainsi un dispositif de moulage permettant 35 de fabriquer des pièces plastiques moussées aux formes complexes telles que des régions en contre-dépouille. En outre, la pièce plastique comprend, au moins, une première région de matière plastique présentant une première densité de moussage et au moins une deuxième région de matière plastique en contre-dépouille présentant une seconde densité de moussage inférieure à la première densité de moussage, chacune de ces régions présentant sensiblement une épaisseur similaire. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés. Les figures ne respectent pas nécessairement l'échelle de tous les éléments représentés de sorte à améliorer leur lisibilité. Dans la suite de la description, par souci de simplification, des éléments identiques, similaires ou équivalents des différentes formes de réalisation portent les mêmes références numériques. La figure 1 illustre une vue en section du dispositif de moulage selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 illustre une vue en section du dispositif représenté à la figure 1 en position de moussage de la matière plastique injectée. La figure 3 illustre une vue en section du dispositif représenté à la figure 1 en cours d'ouverture après le moussage. La figure 4 illustre une vue en section du dispositif représenté à la figure 1 dans lequel la pièce plastique est extraite du dispositif de moulage. La figure 5 illustre la pièce plastique moussée selon un mode de réalisation de la présente invention. Comme illustré à la figure 1, le dispositif de moulage 100 comprend un bloc fixe 1 comportant une première demie empreinte 2 et un bloc mobile 3 comportant une seconde demie empreinte 4, le bloc fixe 1 et le bloc mobile 3 étant jointifs au niveau d'un plan de joint 5. La première et la deuxième demie empreintes 2,4 délimitent une cavité de moulage 6, destinée à recevoir une matière plastique injectée comportant un gaz solubilisé dans un premier volume 7. La cavité de moulage 6 présente un axe de démoulage principal 8, s'étendant sensiblement dispositif de moulage, et sensiblement selon la direction d'ouverture du perpendiculaire au plan de joint 5. Le dispositif 100 comprend en outre au moins un insert mobile 11 disposé dans le bloc fixe 1. Cet insert mobile 11 est destiné à se déplacer par rapport au bloc mobile 3 par des moyens de poussée, en accompagnant l'écartement du bloc 35 mobile 3 en maintenant constant l'écartement entre la seconde demi empreinte 4 et le ou les éléments mobiles portés par l'insert mobile. Pour cela, les moyens de poussée peuvent comprendre des vérins 24 ou ressorts interposés entre le bloc fixe 1 et l'insert mobile 11. Par ailleurs, le dispositif de moulage 100 comprend également des moyens d'écartement du bloc mobile par rapport au bloc fixe (1) qui sera décrit plus 5 loin. Ceci permet le passage de la cavité de moulage 6 du premier volume 7 à un second volume 9 plus important, destiné à permettre le moussage de la matière plastique injectée (figure 2). La cavité de moulage 6 selon le second volume 9 correspond à l'enveloppe de la pièce moulée 15. Selon une disposition, les moyens d'écartement comprennent des vérins 28, interposés entre les deux blocs 1 et 3, de 10 sorte à assister l'action des moyens de poussée. Dans l'exemple présentement décrit, on note la présence d'une cale montante 25 guidée par l'insert mobile 11. Un tiroir 16' est guidé par l'insert mobile 11 ; ce tiroir est conçu pour former une contre dépouille, qui dans l'exemple illustré sur les figures, est une 15 ouverture traversant la pièce finale 15. Le tiroir 16' est alors configuré pour être piloté lors de l'ouverture partielle du dispositif de moulage par l'insert mobile 11 selon la direction de l'axe principal 8. Lors de l'ouverture complète du dispositif de moulage, le tiroir reprend sa direction naturelle de démoulage suivant un axe 31 non parallèle à l'axe de démoulage principal 8. 20 Lorsque la cavité de moulage 6 passe du premier volume 7 au second volume 9 par l'écartement des deux blocs 1 et 3, l'espace de la cavité de moulage 6 s'agrandit, l'insert mobile 11 suit l'ouverture partielle du dispositif de moulage grâce aux éléments de poussée. Les éléments mobiles secondaires 25 et 16' pilotés par l'insert mobile 11 se déplacent suivant l'axe principal de démoulage. (Figure 2). 25 Cette disposition de l'invention autorise le moussage de la matière plastique injectée dans les régions où la cavité de moulage 6 s'agrandit et interdit ou limite le moussage dans les régions dont l'épaisseur reste sensiblement constante. Comme illustré sur les figures 1 et 2, les moyens de contrôle de position d'ouverture du moule comprennent un organe de retenue 17 monté pivotant sur le 30 bloc fixe 1 et comportant une partie en saillie 18 engagée dans une encoche 19 prévue dans le bloc mobile 3. Les dimensions de l'encoche 19 et de la partie en saillie 18 sont déterminées de sorte à permettre le déplacement dans la direction de l'axe de démoulage principal 8 de la partie en saillie 18. Cette disposition autorise l'écartement du bloc mobile 3 du bloc fixe 1 sous l'action des moyens de poussée d'une distance 35 prédéfinie. Cette distance prédéfinie correspond au passage de la cavité de moulage 6 du premier volume 7 au second volume 9 pour le moussage. Les moyens de contrôle de position d'ouverture comprennent en outre une plaque de base mobile 21 pouvant se déplacer entre une première position dans laquelle le bloc mobile 3 est joint au bloc fixe 1 pour l'injection de la matière plastique (figure 1), une position intermédiaire d'ouverture partielle autorisant l'écartement du bloc mobile 3 de la distance prédéfinie (figure 2) et une position d'ouverture complète dans laquelle le dispositif de moulage 100 est complètement ouvert pour l'éjection de la pièce plastique 15 (figure 4). La plaque de base mobile 21 est équipée d'un téton 29 en forme de T dans l'exemple représenté qui est inséré dans une lumière 30 et qui fait office de butée lors de l'ouverture complète du dispositif de moulage. Comme illustré sur les figures 2 et 3, durant le passage de la position intermédiaire à la position d'ouverture complète où le téton 29 est en butée sur le bloc mobile 3, l'organe de retenue 17 se désengage de l'encoche 19. Le bloc mobile 3 peut ainsi s'écarter du bloc fixe 1 au-delà de la distance prédéfinie en vue de l'éjection de la pièce plastique 15. Selon le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4, l'organe de retenue 17 comprend une goupille 22 et la plaque de base mobile 21 comprend une butée 23, la butée 23 et la goupille 22 étant configurées pour coopérer entre elles de sorte que le déplacement de la plaque de base mobile 21 de la position intermédiaire à la position d'ouverture provoque le déplacement de la goupille 22 entrainant l'escamotage de l'organe de retenue 17. Comme illustré à la figure 4, une fois le moulage puis le moussage réalisés, le dispositif de moulage 100 est ouvert d'une distance allant au-delà de la distance prédéfinie de manière à pouvoir éjecter la pièce plastique. Le tiroir 16' coulisse le long de la surface du bloc fixe 1 libérant l'ouverture formée dans la pièce 15 selon une direction secondaire. La cale montante 25 est alors pilotée au moyen d'une batterie d'éjection 26 de sorte à éjecter la pièce plastique 15. La figure 5 illustre une pièce plastique 15 moulée pouvant être obtenue à partir d'une presse d'injection comprenant le dispositif de moulage 100 tel que précédemment décrit. Une telle pièce plastique 15 comprend des régions 13' constituées de matière plastique moussée présentant une première densité de moussage et des régions 13 présentant une seconde densité de moussage différente de la première densité. Comme illustré, les régions de matière plastique moussée 13' et celles de matière plastique non moussée 13 présentent une épaisseur similaire, par exemple de 2.5 mm. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de moulage d'une pièce plastique (15) à partir d'une matière plastique comportant un gaz solubilisé, caractérisé en ce que le dispositif 5 comprend : - un bloc fixe (1) comprenant une première demie empreinte (2) et un bloc mobile (3) comprenant une seconde demie empreinte (4), le bloc fixe (1) et le bloc mobile (3) étant jointifs au niveau d'un plan de joint (5) et les première et seconde empreintes (2,4) délimitant une cavité de moulage (6) conçue pour recevoir 10 la matière plastique, ayant un premier volume (7) et présentant une direction de démoulage principal (8), - des moyens d'écartement (28) du bloc mobile (3) par rapport au bloc fixe (1), permettant de faire passer la cavité de moulage (6) du premier volume (7) à un second volume (9) ; 15 - au moins un insert mobile (11) disposé dans le bloc fixe (1) portant au moins un élément mobile (16',25), des moyens de poussée (24) sollicitant l'insert mobile (11) en direction du bloc mobile (3), les moyens de poussée étant configurés de sorte que l'insert mobile (11) accompagne l'écartement du bloc mobile (3) entre le premier volume (7) et le second volume (9), en maintenant constant l'écartement 20 entre la seconde demie empreinte (4) ménagée dans le bloc mobile (3) et le ou les éléments mobiles (16',25) portés par l'insert mobile (11), - des moyens de déplacement du ou des éléments mobiles (16',25) dans une direction secondaire non parallèle à la direction de démoulage principale lors de d'une ouverture complète. 25 2. Dispositif (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un insert mobile (11) est disposé dans le bloc mobile (3). 3. Dispositif (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, 30 caractérisé en ce que le dispositif comprend, de plus, des moyens de contrôle de position d'ouverture du bloc mobile (3) par rapport au bloc fixe (1) comprenant une plaque de base mobile (21) pouvant prendre une position d'ouverture du dispositif, configurée pour entrainer l'écartement du bloc mobile (3) et escamoter un organe de retenue (17) contrôlant l'ouverture du moule dans son deuxième volume (9). 35 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de retenue (17) monté pivotant sur le bloc fixe (1) comporte une partie en saillie (18) destinée à être engagée dans une encoche (19) ménagée dans le bloc mobile (3), l'encoche (19) et la partie en saillie (18) étant configurées pour autoriser l'écartement d'une distance prédéfinie du bloc mobile (3) par rapport au bloc fixe (1) de sorte que la cavité de moulage (6) passe du premier volume (7) au second volume (9). 5. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les éléments de poussée comprennent des premiers vérins (24), tels que des ressorts 10 hydrauliques ou des ressorts mécaniques. 6. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens d'écartement comprennent, en outre, des vérins (28), tels que des ressorts hydrauliques ou des ressorts mécaniques, interposés entre le bloc mobile (3) et le bloc 15 fixe (1). 7. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le bloc fixe (1) comprend, au moins, une cale montante (25) pilotée par l'insert mobile (11) suivant la direction principale de démoulage dans la phase de passage du 20 premier volume (7) au second volume (9) puis reprend sa direction secondaire durant l'ouverture complète du dispositif de moulage. 8. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le bloc fixe (1) comprend au moins un tiroir (16') pilôté par l'insert mobile 11 suivant la 25 direction principale de démoulage dans la phase de passage du premier volume (7) au second volume (9) puis reprend sa direction secondaire durant l'ouverture complète du dispositif de moulage. 9. Pièce plastique (15) obtenue sur un dispositif selon l'une des 30 revendications 1 à 8, comprenant des régions de matière plastique en contre-dépouille (13) et des régions sans contre-dépouille, présentant une densité de moussage variable. Pièce plastique (15) moulée selon la revendication 9, caractérisée en 35 ce que la pièce plastique (15) comprend au moins une première région de matière plastique (13') présentant une première densité de moussage et au moins une deuxième région de matière plastique en contre-dépouille (13) présentant uneseconde densité de moussage inférieure à la première densité de moussage, chacune de ces régions (13, 13') présentant sensiblement une épaisseur similaire.