Brevet FR3072320A1 — publié le 20190419

Description Titre de l'invention : Equipement de moulage par injection d'articles en matière plastique à paroi mince avec une épaisseur réduite localement Domaine technique [0001] La présente invention se réfère de manière générale au moulage par injection d'articles en matière plastique et concerne plus spécialement un équipement de moulage par injection d'articles à paroi mince. [0002] De tels équipements comprennent traditionnellement un moule comportant une partie fixe ou matrice et une partie mobile ou poinçon définissant une cavité de moulage, et un injecteur pour injecter la matière plastique dans la cavité du moule afin de former l'article à paroi mince, [0003] Dans certaines applications, on prévoit d'effectuer une réduction localisée de l'épaisseur de l'article à paroi mince : un exemple est représenté sur la figure 5 des dessins en annexe et consiste en un couvercle C de forme dans l'ensemble cylindrique pour flacons et autres, qui a une paroi latérale P avec une épaisseur de l'ordre de 0,4-0,5 mm et une paroi supérieure S de forme circulaire reliée à la paroi latérale P par l'intermédiaire d'une partie annulaire A d'épaisseur réduite, par exemple de l'ordre de 0,2 mm ou moins. Technique antérieure [0004] Pour le moulage par injection d'articles en matière plastique d'épaisseur réduite lo- calement, la technologie normalement utilisée prévoit, à la suite de l'injection, une phase de compression dans laquelle le poinçon continue à avancer par rapport à la matrice au-delà de la configuration de fermeture du moule, de façon à comprimer localement, dans la zone souhaitée, la matière plastique injectée. Cette méthodologie nécessite l'utilisation de la presse de l'équipement de moulage comme "source" de mouvement et de force pour effectuer la compression. [0005] On connaît dans l'art d'autres solutions dans lesquelles la compression localisée de la matière injectée est réalisée au moyen d'un insert mobile qui ne nécessite pas de mouvement relatif entre matrice et poinçon. De telles solutions sont décrites par exemple dans les documents DE-4115208A1, US-4820149B1 et US-2006/0118981A1. Ces solutions non seulement prévoient dans la cavité du moule un volume supplémentaire pour accueillir la matière plastique déplacée sous l'effet de la compression opérée par l'insert mobile, mais encore prévoient un tel insert dans la partie mobile du moule, dans un évidement de guidage situé du côté opposé à l'injecteur disposé dans la partie fixe du moule. Ces configurations s'avèrent structurellement complexes et donc coûteuses. Exposé de l'invention [0006] Le but de la présente invention est de proposer un équipement de moulage par injection, pour des articles en matière plastique à paroi mince présentant une épaisseur réduite localement, qui permette de remédier aux inconvénients susmentionnés. [0007] Selon l'invention, ce but est atteint principalement grâce au fait que les moyens de réduction localisée de l'épaisseur de l'article comprennent un insert annulaire pouvant être déplacé dans la partie fixe du moule suivant l'axe de l'injecteur entre une position en retrait inopérante et une position avancée pour appliquer une pression de compactage à une zone annulaire de l'article. [0008] Ainsi, l'invention propose un équipement de moulage par injection d'articles en matière plastique à paroi mince avec une épaisseur réduite localement, comprenant un moule comportant une partie fixe ou matrice et une partie mobile ou poinçon définissant une cavité de moulage, un injecteur pour injecter la matière plastique dans la cavité du moule afin de former l'article à paroi mince et des moyens de réduction localisée de l'épaisseur de l'article après l'injection de la matière plastique, [0009] caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction localisée de l'épaisseur com- prennent un insert annulaire pouvant être déplacé dans la partie fixe du moule suivant l'axe de l'injecteur entre une position en retrait inopérante et une position avancée pour appliquer une pression de compactage à une zone annulaire de l'article. [0010] L'insert annulaire est avantageusement constitué d'un élément tubulaire guidé axialement sur l'injecteur ou bien sur une douille porte-buse de l'injecteur et actionné de façon contrôlée par un actionneur fluidique ou électrique. Brève description des dessins [0011] Nous allons maintenant décrire en détail l'invention en nous référant aux dessins en annexe, fournis purement à titre d'exemple non limitatif, parmi lesquels : [0012] [fig.1] est une vue schématique, partielle et en coupe d'une partie d'un équipement de moulage par injection d'articles en matière plastique à paroi mince selon l'invention, représentée dans un premier état de fonctionnement, [0013] [fig.21 est une vue analogue à la Fig. 1 qui représente une étape successive de fonc- tionnement de l'équipement de moulage, [0014] [fig.31 est une vue analogue à la Fig. 1 qui représente une étape successive de fonc- tionnement de l'équipement de moulage, [0015] [fig.41 3 montre à plus grande échelle une partie de la Figure 3, et [0016] [fig.51 est une vue en perspective simplifiée qui montre, à titre d'exemple, un article moulé avec l'équipement selon l'invention et déjà décrit précédemment. [0017] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISAT ION [0018] Si nous nous référons initialement à la Figure 1, l'équipement de moulage par injection selon l'invention comprend, d'une façon généralement connue en soi, un moule désigné sommairement dans son ensemble par 1 et comprenant une partie fixe ou matrice 2 et une partie mobile ou poinçon 3. Quand le poinçon 3 est inséré dans la matrice 2, dans l'état représenté sur la Figure 1, une cavité 4 de moulage est définie, dont la forme correspond à celle de l'article à mouler, en l'occurrence celui désigné par C sur la Figure 5. Il est évident que la cavité 4 de moulage peut présenter n'importe quelle configuration différente, en tout cas préparée pour le moulage par injection d'articles en matière plastique à paroi mince aux formes les plus variées. [0019] 5 désigne une douille à l'intérieur de laquelle est insérée la buse d'un injecteur, elle aussi connue en soi et non représentée dans ses détails, portée par la partie fixe 2 du moule 1 et tournée vers la cavité de moulage 4. La douille 5 peut en pratique être identifiée à l'injecteur, même si elle constitue un élément distinct, dans la mesure où la partie terminale de la buse de l'injecteur entre en contact avec elle, lequel est configuré pour introduire dans la cavité 4 la matière plastique sous pression alimentée par un distributeur ou une chambre chaude de type conventionnel, non représenté sur les dessins. [0020] La douille 5 de la buse de l'injecteur est insérée à son extrémité libre dans un siège 6 à surface cylindrique de la partie fixe 2, coaxial avec la partie mobile 3. [0021] Selon la caractéristique particulière de l'invention, l'équipement de moulage est configuré pour réaliser une réduction localisée de l'épaisseur de l'article moulé et il est à cet effet doté d'un insert mobile 7 apte à réaliser, selon les modalités décrites ci-après, cette réduction partielle d'épaisseur. [0022] Dans le cas de l'exemple illustré, l'insert 7 est constitué d'un élément tubulaire de forme cylindrique inséré dans l'évidement 6 de la partie fixe 2 coaxialement à l'injecteur. Plus particulièrement, l'insert 7 est guidé axialement le long de l'extrémité de la douille 5 de la buse de l'injecteur et peut être déplacé entre une position en retrait inopérante, représentée sur les Figures 1 et 2, et une position avancée de compression, représentée sur la Figure 3 et plus en détail sur la Figure 4, pour mettre en oeuvre la réduction localisée d'épaisseur de l'article moulé C. [0023] L'actionnement de l'insert annulaire 7 peut s'opérer, en synchronisme avec le fonc- tionnement de l'équipement de moulage et de façon contrôlée, au moyen d'un actionneur fluidique ou électrique, d'habitude avec interposition d'une transmission mécanique. Cette transmission peut par exemple comprendre un système à came entre 4 l'insert 7 et une barre transversale non représentée qui lui est accouplée, animée à son tour d'un mouvement rectiligne alternatif par un moteur hydraulique ou électrique. [0024] Le fonctionnement de l'équipement selon l'invention est le suivant. [0025] L'étape représentée sur la Figure 1 correspond à la fermeture du moule avec la formation de la cavité de moulage 4, avant le début de l'injection de la matière plastique. Dans cette étape, l'insert 7 est maintenu dans sa position en retrait inopérante. [0026] La Figure 2 montre la phase suivant l'injection, en d'autres termes au remplissage de la matière plastique à l'intérieur de la cavité 4, appelée phase de maintien. Dans cette étape, l'insert 7 est encore maintenu dans la position en retrait inopérante. [0027] Dans l'étape suivante, représentée sur la Figure 3, l'insert 7 s'est déplacé de sa position en retrait à la position avancée, de façon à pénétrer partiellement à l'intérieur de la cavité 4 de moulage et appliquer une pression de compactage de la matière plastique dans la zone dont l'épaisseur doit être réduite localement. Dans ce cas, il s'agit d'une zone annulaire qui correspond à celle désignée par A sur la Figure 5 représentant l'article moulé C et est coaxiale à la buse 5 de l'injecteur. La course d'avance de l'insert 7 est d'habitude de quelques dixièmes de millimètre, de façon à réduire localement l'épaisseur de paroi (comme il a été dit, d'habitude de l'ordre de 0,4-0,5 mm) de l'article C jusqu'à une épaisseur par exemple également de l'ordre de 0,15 mm. [0028] L'agrandissement de la Figure 4 montre plus en détail l'amincissement de l'article C opéré par l'insert 7 le long de la zone annulaire A. [0029] L'équipement selon l'invention permet d'obtenir, par comparaison avec les équipements connus dont on a parlé au début et qui permettent également de réaliser une réduction localisée d'épaisseur des articles moulés, les avantages énumérés ci-après : [0030] - étant réalisée sur des articles à paroi mince, la compression pratiquée par l'insert 7 permet une réduction du temps etiou de la pression de maintien nécessaire, suite à l'injection, pour compenser les retraits de la matière plastique et son compactage complet à l'intérieur de la cavité du moule ; [0031] - du moment que l'insert mobile est prévu sur la partie fixe du moule, on obtient une simplification appréciable par rapport aux solutions dans lesquelles l'insert est au contraire disposé dans la partie mobile, grâce à une réduction de la complexité des mécanismes correspondants. En même temps, on permet un meilleur refroidissement du moule qui découle du fait qu'il n'est pas besoin de modifier les circuits de liquide de refroidissement dans la partie mobile du moule ; [0032] - grâce au fait que l'insert est centré et guidé sur la buse et est donc disposé à proximité immédiate de l'injecteur, l'effort qui doit lui être appliqué pour mettre en oeuvre son avance est sensiblement réduit, compte tenu de ce que ledit déplacement intervient à la fin de la phase de remplissage, donc avec la matière plastique encore dans un état fluide et éloigné de la transition vitreuse, et par conséquent plus facile à compacter ; [0033] - grâce encore au fait que l'insert est centré sur l'injecteur et lui est immédiatement adjacent, il n'est aucunement nécessaire d'élever sa température afin de faciliter la compression, comme cela se produit au contraire dans les solutions connues ; [0034] - une simplification structurelle supplémentaire est rendue possible grâce au fait que .'insert est guidé directement par la buse de l'injecteur ; [0035] - la mise au point des paramètres de processus, y compris la phase de compression, en est simplifiée de façon appréciable ; [0036] - la précision de la partie à épaisseur réduite de l'article, que ce soit en termes de di- mensions et ou en ce qui concerne son centrage par rapport au point d'injection, en est améliorée. [0037] Naturellement, les détails de construction et les modes de réalisation de l'équipement peuvent être largement modifiés par rapport à ce qui a été décrit et illustré, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention telle que définie dans les revendications qui suivent. 6 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31