Brevet FR3067277A1 — publié le 20181214

SYSTEME DE CHAUFFAGE/REFROIDISSEMENT D'EMPREINTE(S) DE MOULE(S) DE THERMOCOMPRESSION DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR La présente invention est relative au chauffage/refroidissement 5 d'empreinte(s) de moule(s) pour la réalisation de pièces par thermocompression de préformes. La thermocompression est une technique classiquement utilisée dans certains domaines, notamment dans celui de l'automobile, pour le moulage de pièces préformées en polyéthylène. 10 Les cycles de thermocompression comportent classiquement un chargement de la préforme puis un pressage de celle-ci, avec une phase de montée en température de l'empreinte du moule et un maintien en température de la préforme pendant une certaine durée. Le moule fermé subit ensuite un refroidissement avant ouverture et récupération de la 15 pièce. On a illustré sur la figure 1 le principe d'un chauffage/refroidissement classiquement mis en oeuvre pour le moulage par thermocompression de pièces préformées. L'ensemble illustré sur cette figure 1 correspond à la partie inférieure 20 de la presse. Cet ensemble comporte un bâti 1 de machine sur lequel est rapporté un dispositif de chauffe 2 qui est interposé entre ledit bâti 1 et une plaque-support 3. Une couche d'isolant 5 isole le bâti 1 du dispositif de chauffe 2. Différentes empreintes inférieures 4 de moules sont montées sur ladite plaque-support 3. 25 Le dispositif de chauffe 2 est classiquement constitué par une pièce creuse définissant une chambre rectangulaire 2a s'étendant sous une majeure partie de la plaque 3 formant support pour les empreintes 4 de moules. Une entrée 6a et une sortie 6b permettent d'alimenter en vapeur de chauffe ou en eau de refroidissement la chambre rectangulaire 2a. 2 Cette solution permet de chauffer ou refroidir de façon relativement homogène, par conduction à travers la plaque-support 3, les différentes empreintes 4 de moules. Elle ne permet toutefois pas des fréquences de fabrication élevées : 5 les temps requis pour chauffer les moules, et pour les refroidir (et refroidir les pièces thermocompressées) sont importants et limitent les cadences. En outre, on constate dans la pratique que le dispositif de chauffe 2 se détériore rapidement. Du fait de la présence d'eau et de la stagnation de celle-ci dans la chambre 2a, les parois de la pièce 2 font l'objet d'une 10 corrosion intérieure, laquelle peut aller jusqu'à percer la pièce 2 dans son épaisseur. On connait par ailleurs déjà des moules de thermocompression qui intègrent directement dans les empreintes, au voisinage de la surface intérieure du moule, des moyens de chauffage (moyens résistifs, par 15 exemple) ou des conduits de refroidissement par eau. De tels moules sont d'une réalisation complexe et sont particulièrement onéreux. Ils sont peu adaptés à la fabrication de pièces par thermocompression de pièces préformées. 20 PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION Un but de l'invention est de pallier les inconvénients des systèmes utilisés dans l'art antérieur pour le chauffage/refroidissement des empreintes de moules de fabrication de pièces par thermocompression de 25 préformes. Plus particulièrement, un but de l'invention est de proposer un système de chauffage qui permette de gagner en productivité en permettant de porter les moules à température ou de les refroidir dans des délais plus courts qu'avec les moules classiques. 3 Un autre but encore de l'invention est de proposer une solution qui ne présente pas les problématiques de corrosion rencontrées avec les systèmes de chauffage de l'art antérieur. Un autre but également est de proposer une solution de système de 5 chauffage qui puisse s'adapter facilement aux presses déjà existantes. Selon un premier aspect, l'invention propose notamment un système de chauffage et/ou de refroidissement pour empreintes de moules de fabrication de pièces par thermocompression de préformes, ledit système comprenant 10 - un dispositif de chauffage et/ou de refroidissement par circulation de vapeur et/ou d'un fluide de refroidissement, - une pièce support qui porte les empreintes de moules et avec laquelle lesdites empreintes sont en contact direct, ladite pièce support étant chauffée ou refroidie par ledit dispositif. 15 Le dispositif de chauffage et/ou de refroidissement comporte un réseau de conduits pour la circulation de vapeur et/ou de fluide de refroidissement, lesdits conduits étant ménagés dans la pièce support et étant répartis de façon régulière dans celle-ci, afin de réaliser un chauffage et/ou refroidissement homogène desdites empreintes. 20 De cette façon, le chauffage est réalisé avec une plus grande proximité par rapport aux empreintes de moules. La montée en température et le refroidissement se font plus rapidement, ce qui permet des cycles plus courts et donc un nombre de cycles à l'heure plus important qu'avec les systèmes de chauffage 25 classiques. Par ailleurs, l'utilisation de conduits et l'absence de chambre permet d'éviter toute stagnation d'eau et la détérioration du dispositif de chauffage et/ou de refroidissement. 4 PRÉSENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en coupe illustrant un système de chauffage et/ou de refroidissement pour la fabrication de pièces par thermocompression de préformes connu dans l'état de la technique ; - la figure 2 est une représentation schématique en coupe illustrant une presse de thermocompression équipée de dispositifs de chauffage/refroidissement conformes à des modes de réalisation possibles de l'invention ; - les figures 3a à 3c sont des représentations schématiques en vue de dessus et en coupe d'un dispositif de refroidissement du type de ceux qui peuvent être utilisés pour la presse de la figure 2. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE MISE EN OEUVRE ET DE REALISATION Dans l'exemple illustré sur la figure 2, on a représenté une presse de thermocompression comportant : - un bâti 11 qui porte les empreintes inférieures 14 des moules, - un bâti supérieur mobile 21 qui porte des empreintes complémentaires 24. Des vérins hydrauliques ou pneumatiques (non représentés) permettent la descente et la montée du bâti mobile 21 et des empreintes 24 et assurent la fonction de presse. Des dispositifs 12, 22 sont prévus sur les bâtis 11, 21 pour assurer le chauffage et/ou refroidissement respectivement des empreintes inférieures 30 et supérieures 14, 24. Ces dispositifs 12, 22 comprennent des réseaux de conduits 17, 27 qui s'étendent dans une pièce en contact direct avec les empreintes 14, 24 5 et qui permettent une circulation de vapeur de chauffage et/ou de fluide de refroidissement à proximité immédiate desdites empreintes 14, 24. Dans l'exemple illustré sur les figures, les conduits 17, 27 sont ménagés dans des plaques supports 18, 28 par lesquelles lesdites 5 empreintes 14, 24 sont fixées sur leurs bâtis 11, 21 respectifs. Lesdites plaques 18, 28 sont par exemple des plaques en alu usiné, dans lesquelles les conduits 17, 27 sont percés. Les empreintes 14, 24 de moules sont en contact direct par leur fond avec sur ces plaques 18, 28, sur lesquelles elles sont fixées par boulonnage. 10 Un tel contact direct permet le chauffage ou refroidissement par conduction desdites empreintes 14, 24 lors de la circulation de vapeur ou de fluide de refroidissement. Des couches 15, 25 en un matériau thermiquement isolant sont interposées entre les plaques 18, 28 et les bâtis 11, 21 sur lesquelles elles 15 sont montées. Ces couches permettent d'éviter la diffusion thermique entre les conduits 17, 27 et les bâtis 11, 21. Les conduits 17, 27 sont régulièrement répartis sur toute la surface de la plaque 18, 28 dans laquelle ils s'étendent, de façon à réaliser un chauffage et/ou refroidissement homogène des empreintes 14, 24. 20 Ils sont par exemple dans un même plan et sont parallèles les uns aux autres. L'entraxe entre deux conduits successifs est constant. Dans l'exemple illustré sur les figures 3a et 3b dans le cas d'une plaque inférieure 18, ils débouchent d'un côté et de l'autre de ladite plaque 18 en étant reliés : 25 - d'un côté, à une nourrice 19 pour l'alimentation en vapeur ou en fluide de refroidissement (raccords 19a) ; - de l'autre, à un conduit de sortie 20 (raccords 20a). La plaque est dimensionnée pour que les conduits soient au plus proche des empreintes. Un exemple de dimensionnement pour une plaque et les conduits est le suivant : - Largeur et longueur de la plaque-support : 560 x 1040 mm pour une dizaine d'empreintes de moules ; 6 - Epaisseur : 40 mm ; - Diamètre des conduits : 20 mm ; - Entraxe entre deux conduits : 36 mm. D'autres dimensionnements sont bien entendus possibles. 5 Egalement, d'autres variantes peuvent être envisagées : notamment, des variantes dans lesquelles les plaques 18, 28 forment une seule pièce avec les bâtis 11, 21. Les conduits sont en tout état de cause positionnés au voisinage immédiat de la surface de ladite pièce qui est en contact avec les empreintes. 10 Lors d'une phase de chauffage, on fait circuler à travers ces conduits 17, 27 une vapeur d'eau autour de 190°C et à 22 bars. Les tests ont montré qu'il était possible de passer dans les moules d'une température ambiante à environ 180°C en environ 40 à 50 secondes. Lors d'un cycle de compression, la chauffe par vapeur est maintenue 15 pendant une durée de 3 minutes. A l'issue de cette première phase de chauffe, la vapeur est chassée par de l'air, puis on envoie dans les conduits un fluide de refroidissement (eau à 6°C par exemple) pendant 1 minute 50. Le temps de cycle est ainsi au maximum de 5 minutes pour des pièces présentant les mêmes 20 caractéristiques techniques (résistance, homogénéité) que les pièces réalisées avec les techniques antérieures. Il en résulte un gain important dans le nombre de cycles possibles à l'heure (jusqu'à 12 pièces par heure contre 4 par heure en utilisant des techniques de l'art antérieur). 25 Il en résulte également un gain énergétique, les dépenses énergétiques pour permettre aux moules d'atteindre une température donnée étant moins importantes. Par ailleurs, l'utilisation de conduits évite la détérioration du bâti et des dispositifs de chauffage et/ou de refroidissement. L'eau est facilement 30 chassée des conduits et ne stagne pas. Le système de chauffage et/ou de refroidissement qui vient d'être décrit trouve en particulier avantageusement application dans le domaine 7 de l'automobile REVENDICATIONS1. Système de chauffage et/ou de refroidissement pour empreintes de moules de fabrication de pièces par thermocompression de préformes, ledit système comprenant : - un dispositif de chauffage et/ou de refroidissement par circulation de vapeur et/ou d'un fluide de refroidissement, - une pièce support qui porte les empreintes de moules et avec laquelle lesdites empreintes sont en contact direct, ladite pièce support étant chauffée ou refroidie par ledit dispositif, caractérisé en ce que ledit dispositif de chauffage et/ou de refroidissement (12, 22) comporte un réseau de conduits (17, 27) pour la circulation de vapeur et/ou de fluide de refroidissement, lesdits conduits (17, 27) étant ménagés dans la pièce support (18, 28), et répartis de façon régulière dans celle-ci, afin de réaliser un chauffage et/ou refroidissement homogène desdites empreintes (14, 24). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel la pièce support (18) est une plaque (18, 28) adaptée pour être rapportée sur un bâti et dans laquelle les conduits (17, 27) sont percés. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les axes des conduits (17, 27) d'une même plaque (18, 28) sont dans un même plan et sont parallèles les uns aux autres. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'entraxe entre deux conduits successifs d'une même plaque est constant. 5. Utilisation d'un système selon l'une des revendications précédentes, pour le chauffage/refroidissement d'empreintes de moules lors de la réalisation de pièces par thermocompression. 6. Utilisation selon la revendication 5, dans laquelle les préformes sont en polyéthylène. 9 7. Utilisation selon l'une des revendications 5 ou 6, pour la fabrication de pièces automobiles.