Brevet FR3078004A1 — publié le 20190823

- 1 - DISPOSITIF D'EBAVURAGE ROBOTISE DE PIECES MOULEES EN SABLE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine technique de la fabrication de pièces moulées en sable, et concerne plus particulièrement un dispositif pour supprimer les éventuelles bavures issues du moulage. L'utilisation de pièces moulées réalisées en sable est notamment répandue dans les domaines aéronautiques, automobiles, de l'armement, et plus largement pour le prototypage, ou pour la conception de moule par exemple. ART ANTERIEUR Il est connu de l'état de la technique plusieurs techniques de moulage de pièces en sable, par exemple la technique de moulage à durcissement thermique, à durcissement chimique, ou à durcissement physique. D'une manière générale, des pièces sont réalisées à partir de sable comprenant quelques additifs, par exemple de la résine et éventuellement un catalyseur. Ces pièces moulées en sable sont, par exemple, utilisées dans l'état de la technique pour la réalisation de procédés connus sous l'acronyme anglais « Croning » ou moulage carapace, lequel consiste notamment à concevoir un modèle en sable qui peut être soit une carapace soit un noyau, permettant la réalisation de pièces finales, par exemple métalliques. De ce qui précède, les pièces moulées en sable doivent présenter un état de surface relativement lisse et homogène, sans dégradation, ni bavures. En pratique, le moulage de ces pièces laisse une bavure périphérique transversale qui doit être supprimée avant l'utilisation de cette pièce en sable pour réaliser une pièce finale. Selon l'état de la technique, il est connu de réaliser un ébavurage manuel, c'est-à-dire qu'un opérateur passe le doigt sur tout le pourtour de la pièce moulée, pour supprimer les bavures. -2 - L'inconvénient qui résulte de cette technique, outre la rapidité d'exécution, peut-être l'oubli de bavures, la difficulté d'accès à la bavure, ou bien la détérioration d'une partie ou de la totalité de la pièce. 5 Pour résoudre les problème de rapidité d'exécution et d'accès aux bavures, il est connu une autre technique d'ébavurage qui consiste à utiliser un dispositif d'ébavurage robotisé comprenant un système polyarticulé équipé d'un bras à l'extrémité duquel est fixé un outil d'ébavurage. En pratique, l'outil est constitué d'une tige d'ébavurage 10 métallique fixée à l'extrémité du bras du système polyarticulé. Le système polyarticulé est programmé pour déplacer la tige d'ébavurage pour venir effleurer, avec le côté de la tige d'ébavurage, le contour de la pièce pour supprimer les éventuelles bavures issues de l'opération de moulage. 15 Pour ce faire, le positionnement de la pièce à ébavurer doit être référencé d'une manière optimale par rapport au déplacement du système polyarticulé pour que le déplacement de la tige d'ébavurage soit toujours tangent à la pièce à ébavurer afin d'éviter le contact avec ladite pièce. En effet, si la tige d'ébavurage métallique entre en contact avec la pièce à ébavurer, celle-ci se détériore et la pièce est mise au rebut. 20 En pratique, la tangence de la tige d'ébavurage n'est pas optimale de sorte que les bavures ne sont totalement supprimées. EXPOSE DE L'INVENTION L'un des buts de l'invention est donc de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'ébavurage robotisé permettant d'augmenter la cadence d'ébavurage, tout en limitant les risques de détérioration de la pièce à ébavurer, et en permettant de supprimer au maximum les bavures. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif d'ébavurage robotisé d'une pièce moulée en sable, comprenant un système polyarticulé comprenant un bras à l'extrémité duquel est fixé un outil d'ébavurage présentant une tige d'ébavurage 25 30 - 3 - métallique. Le système polyarticulé est programmé pour déplacer la tige d'ébavurage pour venir effleurer, avec le côté de la tige d'ébavurage, le contour de la pièce et entrer en contact en un point de la tige avec d'éventuelles bavures issues de l'opération de moulage, pour les supprimer. 5 Selon l'invention, l'outil d'ébavurage est conçu et dimensionné pour fléchir, en tenant compte de la matière dans laquelle est réalisée l'outil d'ébavurage, autoriser une flexion de l'outil d'ébavurage, lorsque la tige d'ébavurage entre en contact avec la pièce, selon une flèche au niveau du point de contact de la tige d'ébavurage de 1,5 mm au plus, 10 tout en exerçant un effort sur la pièce contrôlé pour ne pas détériorer ladite pièce. De cette manière, le dispositif selon l'invention permet à la tige d'ébavurage de venir en contact avec la pièce à ébavurer sans la détériorer. En effet, lorsque la tige d'ébavurage entre en contact avec la pièce à ébavurer, il fléchit légèrement pour ne pas 15 exercer une force de pression trop importante sur ladite pièce et éviter sa détérioration. De cette manière, l'invention permet d'autoriser des défauts de positionnement de la pièce à ébavurer par rapport au référentiel du système polyarticulé. L'outil d'ébavurage présente ainsi une certaine rigidité pour pouvoir supprimer les 20 bavures, mais également une certaine souplesse pour autoriser un léger contact de la tige d'ébavurage avec la pièce pour supprimer au maximum les bavures. La souplesse est déterminée pour supprimer les bavures, sans que la tige d'ébavurage fléchisse, pour éviter un effet ressort de la tige d'ébavurage qui pourrait détériorer la pièce à ébavurer. 25 Selon une forme de réalisation particulière, l'outil d'ébavurage peut par exemple être constitué uniquement d'une tige d'ébavurage métallique, de module d'Young connu, et dont la longueur et le diamètre sont ajusté pour autoriser un flèche au niveau du point de contact de la tige d'ébavurage de 1,5 mm au plus, tout en exerçant un effort sur la pièce contrôlé pour ne pas détériorer ladite pièce. 30 Selon une forme de réalisation particulière, l'outil d'ébavurage comprend une tige de liaison accouplée coaxialement à la tige d'ébavurage, et fixée au bras du système - 4 - polyarticulé, la tige de liaison étant conçue pour autoriser la flexion de l'outil d'ébavurage. Ainsi, la tige d'ébavurage métallique peut rester rigide et ne pas fléchir lors de 5 l'opération d'ébavurage, c'est la tige de liaison qui assure et autorise la flexion de l'outil d' ébavurage. Dans cette configuration, seule la tige de liaison est alors réalisée d'une matière et dimensionnée pour autoriser la flexion déterminée, sous l'effort déterminée. Selon une 10 forme de réalisation particulière, la tige de liaison est réalisée dans une matière présentant un module d'Young compris entre 20 GPa et 94 GPa. Partant de cette plage de module d'Young et pour obtenir l'effet souhaité, la tige de liaison peut être réalisée par exemple à partir de fibres de verre unidirectionnelles, 15 présenter un diamètre de 4 mm, une longueur de 160 mm, et un module d'Young de 35 GPa mesuré dans la direction longitudinale. Selon un autre exemple, la tige de liaison est réalisée à partir de fibres de verre unidirectionnelles, présente un diamètre de 6 mm, une longueur de 275 mm, et un module 20 d'Young de 35 GPa mesuré dans la direction longitudinale. L'effort contrôlé est déterminé en fonction de la nature de la pièce en sable moulé, et notamment de la composition des liants qui la compose, mais également de la typologie ou forme de bavure traitée : épaisseur, longueur, etc.... La fragilité de la pièce dépend 25 donc de sa composition et de la forme des bavures, et en pratique, sur certaines pièces en sable moulé, l'effort contrôlé peut atteindre les 10 N avant de détériorer la pièce. Plus généralement l'effort doit être contrôlé pour ne pas dépasser les 1,5N. La tige de liaison est accouplée à la tige d'ébavurage par exemple par 30 l'intermédiaire d'un fourreau recevant en insertion, à une extrémité la tige de liaison, et à une extrémité opposée la tige d'ébavurage. - 5 - La tige de liaison est fixée de toute manière appropriée au fourreau, tel que par exemple par collage. D'une manière avantageuse, l'extrémité du fourreau qui reçoit la tige de liaison est fendue longitudinalement pour former une pince. La pince est verrouillée autour de la tige liaison par au moins une vis transversale, et de préférence par 5 deux vis disposées de part et d'autre de la tige de liaison, afin que la pince enserre la tige de liaison et exerce une force pression et de blocage uniforme sur l'ensemble de la périphérie de la tige de liaison. De cette manière, l'accouplement entre la tige de liaison et la tige d'ébavurage est 10 fixe et précis, et ne crée aucun décalage de la tige d'ébavurage qui pourrait entraîner un défaut de positionnement de ladite tige d'ébavurage et détériorer la pièce lors de l'ébavurage. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : 20 - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un dispositif d'ébavurage selon invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d'une première forme de réalisation d'un outil d'ébavurage selon l'invention ; - la figure 3 est une représentation en coupe longitudinale du fourreau permettant 25 l'accouplement de la tige de liaison et de la tige d'ébavurage, apparaissant sur la figure 2; - la figure 4 est une représentation schématique d'une seconde forme de réalisation de l'outil d'ébavurage selon l'invention ; - la figure 5 est une représentation schématique similaire à celle de la figure 4, 30 l'outil étant représenté vu de côté ; - la figure 6 est une représentation schématique similaire à celle de la figure 4, l'outil étant représenté en coupe longitudinale. -6 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 6, et notamment à la figure 1, l'invention concerne un dispositif (1) permettant de supprimer les bavures (2) issues d'une opération de moulage 5 d'une pièce (3) moulée réalisée en sable. À cet effet, le dispositif (1) comprend un système polyarticulé (4) comprenant un bras (5) à l'extrémité duquel est fixé un outil d'ébavurage (6). Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, et en référence aux figures 2 à 6, l'outil d'ébavurage 10 (6) comprend une tige de liaison (7), d'une part fixée à l'extrémité du bras (5) et, d'autre part accouplée coaxialement à une tige d'ébavurage (8) métallique. Le système polyarticulé (4) est, d'une manière connue, programmé pour déplacer la tige d'ébavurage (8) métallique afin de venir effleurer, avec la partie latérale de la tige 15 d'ébavurage (8), le contour de la pièce (3) en sable pour supprimer les éventuelles bavures (2) issues du moulage. Par supprimer les bavures (2), on entend les désintégrer, les réduire en poudre de sable par le passage, la collision et le frottement de la tige d'ébavurage (8). 20 Pour ce faire, la pièce (3) en sable à ébavurer est positionnée d'une manière relativement précise par rapport au référentiel du système polyarticulé (4) pour que le déplacement de la tige d'ébavurage (8) soit parfaitement maîtrisé. L'opération d'ébavurage est réalisée relativement rapidement. Afin d'autoriser 25 d'éventuels défauts de positionnement de la pièce (3) à ébavurer, la tige de liaison (7) est conçue et dimensionnée pour, en tenant compte de la matière dans laquelle elle est réalisée, autoriser une flexion de l'outil d'ébavurage (6), lorsque la tige d'ébavurage (8) entre en contact avec la pièce (3), selon une flèche au niveau du point de contact de la tige d'ébavurage (8) de 1,5 mm au plus, tout en exerçant un effort sur la pièce (3) contrôlé 30 pour ne pas détériorer ladite pièce (3), par exemple inférieur à 10 N, et de préférence inférieur à 1,5 N. - 7 - En d'autres termes, lorsque la tige d'ébavurage (8) métallique entre en collision avec la pièce (3) à ébavurer, ladite tige de liaison (7) fléchit pour ne pas détériorer ladite pièce (3). A titre d'exemple, la tige de liaison (7) est réalisée dans une matière présentant un module d'Young compris entre 20 GPa et 94 GPa. Par exemple, la tige de liaison (7) 5 est réalisée à partir de fibres de verre unidirectionnelles, présente un diamètre de 4 mm, une longueur de 160 mm, et un module d'Young de 35 GPa mesuré dans la direction longitudinale. Selon une autre forme de réalisation, la tige de liaison présente une longueur de 275 mm pour un diamètre de 6 mm. 10 Des essais effectués par le demandeur ont permis de caractériser la pression effectuée par la tige d'ébavurage (8) métallique en fonction de la flèche de la tige de liaison (7). Les résultats sont compilés dans le tableau ci-dessous. Flèche de la tige d'ébavurage (8) [mm] Pression sur la pièce (3) en sable [N] 0,00 0 0,25 0.167 0,50 0.33 0,75 0.5 1,00 0.667 1,25 0.834 1,50 1 15 De cette manière, la tige de liaison (7) est capable de fléchir selon une flèche allant jusqu'à 1,5 mm, avec une raideur permettant à la tige d'ébavurage (8) métallique d'exercer une pression inférieure à 1N, c'est à dire 105 g sur la pièce (3) à ébavurer, ce qui est suffisant pour ne pas détériorer la pièce (3) en sable. 20 De ce qui précède, la tige d'ébavurage (8) peut, selon la trajectoire déterminée par le système polyarticulé (4), effleurer le contour de la pièce (3), tout en étant légèrement en contact avec ladite pièce (3) pour supprimer d'une manière optimale les bavures (2) issues de l'opération de moulage. De légers défauts de positionnement de la pièce (3) à ébavurer sont donc tolérés, ce qui permet également d'augmenter la cadence de l'ébavurage. 25 - 8 - L'accouplement entre la tige de liaison (7) et la tige d'ébavurage (8) est également important puisque il ne doit y avoir aucun jeu entre ladite tige de liaison (7) et la tige d'ébavurage (8), ce qui entraînerait un défaut de trajectoire de la tige d'ébavurage (8) et un risque de dégradation de la pièce (3) à ébavurer. 5 Selon une forme de réalisation particulière, la tige de liaison (7) est accouplée à la tige d'ébavurage (8) par l'intermédiaire d'un fourreau (9), illustré aux figures 2 et 3, recevant en insertion, à une extrémité la tige de liaison (7), et à extrémité opposée la tige d'ébavurage (8). Par exemple, la tige de liaison (7) est collée à l'intérieur du fourreau (9), 10 de préférence avec de la colle cyanolycrate lorsque la tige de liaison (7) est réalisée en fibres de verre, et la tige d'ébavurage (8) métallique est, par exemple, bloquée à l'intérieur du fourreau (9) par l'intermédiaire d'une vis insérée dans un orifice transversal (10) pour venir buter contre ladite tige d'ébavurage (8). 15 Afin d'améliorer la précision de l'accouplement, et en référence aux figures 4, 5 et 6, l'extrémité du fourreau (9) qui reçoit la tige de liaison (7) présente une fente longitudinale (11) pour former une pince (12). De préférence, le fond de la fente est dégagé par un orifice transversal (13) permettant de conférer une certaine élasticité aux deux branches (12a) définies par la fente longitudinale (11). La pince (12) est verrouillée 20 par au moins une vis transversale (14), et de préférence par deux vis transversales (14) disposées de part et d'autre de la tige de liaison (7), et vissées dans les deux branches (12a), pour que lesdites branches (12a) enserrent l'extrémité de la tige de liaison (7) et exercent une force de pression et de blocage uniforme sur l'ensemble de la périphérie de la tige de liaison (7). 25 En référence à la figure 6, la tige d'ébavurage (8) métallique présente, quant à elle, une extrémité pourvue d'un épaulement (15), apte à venir se bloquer à l'intérieur du fourreau (9) qui présente un épaulement complémentaire. En d'autres termes, l'extrémité de la tige d'ébavurage (8) qui ne présente pas d'épaulement est insérée dans le fourreau 30 (9), préalablement à la fixation de la tige de liaison (7) et du côté de la tige de liaison (7), pour que ladite extrémité ressorte du fourreau (9) et que l'épaulement (15) soit bloqué à l'intérieur dudit fourreau (9). La tige de liaison (7) est ensuite insérée et bloquée par le vissage des deux vis transversales (14). -9 D'une manière connue, la tige de liaison (7) est fixée de toute manière appropriée au bras (5) du système polyarticulé (4). D'une manière avantageuse, le système polyarticulé peut comprendre une pluralité d'outils d'ébavurage (6) pour réaliser plusieurs opérations 5 d'ébavurage simultanées. De ce qui précède, l'invention fournit bien un dispositif (1) d'ébavurage permettant d'augmenter la cadence d'ébavurage, tout en limitant les risques de détérioration de la pièce (3) à ébavurer, et tout en permettant de supprimer au maximum les bavures (2). 10 L'invention permet également de tolérer de légers défauts de positionnement de la pièce (3) à ébavurer par rapport au référentiel du système polyarticulé (4), notamment de l'ordre de 1,5 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) d'ébavurage robotisé d'une pièce (3) moulée en sable, le dispositif (1) comprenant un système polyarticulé (4) comprenant un bras (5) à l'extrémité duquel est fixé un outil d'ébavurage (6) présentant une tige d'ébavurage (8) métallique, ledit système polyarticulé (4) étant programmé pour déplacer la tige d'ébavurage (8) pour venir effleurer, avec le côté de la tige d'ébavurage (8), le contour de la pièce (3) et entrer en contact en un point de la tige avec d'éventuelles bavures (2) issues de l'opération de moulage, pour les supprimer caractérisé en ce que l'outil d'ébavurage (6) est conçue et dimensionné pour fléchir, lorsque la tige d' ébavurage (8) entre en contact avec la pièce (3), selon une flèche au niveau du point de contact de la tige d'ébavurage (8) de 1,5 mm au plus, tout en exerçant un effort sur la pièce (3) contrôlé pour ne pas détériorer ladite pièce (3). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil d'ébavurage (6) comprend une tige de liaison (7) accouplée coaxialement à la tige d'ébavurage (8), et fixée au bras (5) du système polyarticulé (4), la tige de liaison (7) étant conçue pour autoriser la flexion de l'outil d'ébavurage (6). 3. Dispositif (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'outil d' ébavurage (6) est conçue et dimensionné pour fléchir, lorsque la tige d'ébavurage (8) entre en contact avec la pièce (3), selon une flèche au niveau du point de contact de la tige d'ébavurage (8) de 1,5 mm au plus, tout en exerçant un effort sur la pièce (3) inférieur. à 10 N, et de préférence inférieur à 1,5 N. 4. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige de liaison (7) est réalisée dans une matière présentant un module d'Young compris entre 20 GPa et 94 GPa. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige de liaison (7) est réalisée à partir de fibres de verre unidirectionnelles, présente un diamètre de 4 mm, une longueur de 160 mm, et un module d'Young de 35 GPa mesuré dans la direction longitudinale. -11 6. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige de liaison (7) est réalisée à partir de fibres de verre unidirectionnelles, présente un diamètre de 6 mm, une longueur de 275 mm, et un module d'Young de 35 GPa mesuré dans la direction longitudinale. 5 7. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige de liaison (7) est accouplée à la tige d'ébavurage (8) par l'intermédiaire d'un fourreau (9) recevant en insertion, à une extrémité la tige de liaison (7), et à une extrémité opposée la tige d'ébavurage (8). 10 8. Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige de liaison (7) est collée à l'intérieur du fourreau (9). 9. Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité du 15 fourreau (9) qui reçoit la tige de liaison (7) est fendue longitudinalement pour former une pince (12), la pince (12) étant verrouillée par au moins une vis transversale pour enserrer et exercer une force de pression et de blocage uniforme sur l'ensemble de la périphérie de la tige de liaison (7). 20