Brevet FR3087145A1 — publié le 20200417

Elément de moule pour moule de pneumatique, et procédé de fabrication associé La présente invention concerne le domaine général des moules de cuisson ou vulcanisation pour pneumatiques de véhicules. Nus particulièrement, la présente invention concerne un élément de moule destiné à être utilisé dans ce type de moule. Classiquement, un moule de cuisson comprend deux coquilles latérales assurant chacune le moulage d'un des flancs latéraux du pneumatique, et une pluralité de secteurs assurant le moulage de la bande de roulement dudit pneumatique. Les coquilles et les secteurs définissent un espace intérieur destiné à être mis en contact avec l'ébauche du pneumatique non vulcanisée. Pour former des découpures ou sculptures dans la bande de roulement du pneumatique, les secteurs du moule comprennent notamment des éléments de garniture s'étendant en saillie dans l'espace intérieur de moulage. Ces éléments de garniture forment un négatif des sculptures à mouler sur le pneumatique. Par « élément de garniture », on entend une partie du moule qui comporte une surface de moulage permettant de mouler au moins une partie de la surface de roulement de la bande de roulement du pneumatique. Classiquement, ces éléments de garniture sont rapportés sur un bloc support du secteur associé du moule qui est réalisé en acier. Il est par exemple connu du brevet EP-B1-2 379 315 de fabriquer un élément de garniture pourvu d'une peau et d'une pluralité de protubérances en saillie qui sont réalisées d'une seul tenant avec cette peau par frittage laser de couches de poudre métallique et qui sont destinées à mouler les sculptures de la bande de roulement. L'élément de garniture est ainsi rapporté en une seule opération sur le bloc support du secteur associé du moule. 2 Un tel élément de garniture présente une excellente résistance mécanique et permet de réaliser des milliers de cuissons de pneumatiques. Cependant, ce type d'élément de garniture n'est pas adapté 5 pour la cuisson de pneumatiques en petite série dans la mesure où son coût de fabrication est relativement élevé. On comprend donc qu'il existe un besoin de proposer une solution permettant de mouler des séries limitées de pneumatiques de façon simple et économique. 10 La présente invention concerne un élément de moule pour moule de pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux. L'élément de moule comprend un corps en matière plastique, ou en matière synthétique, et pourvu d'une face de moulage. 15 L'élément de moule comprend également un revêtement déposé sur le corps et recouvrant au moins la face de moulage dudit corps et délimitant une surface de moulage destinée à mouler toute ou partie de la bande de roulement et/ou de l'un ou des deux flancs latéraux du pneumatique. 20 Par « pneumatique », on entend tous les types de bandages élastiques soumis ou non à une pression interne. On entend par « bande de roulement » d'un pneumatique, une quantité de matériau caoutchoutique délimitée par deux surfaces latérales et par deux surfaces principales dont l'une, appelée surface 25 de roulement, est destinée à entrer en contact avec une chaussée lorsque le pneumatique roule. La bande de roulement comprend une pluralité de découpures se prolongeant sur au moins une des surfaces latérales. Par « flanc » d'un pneumatique, on entend une partie de la 30 surface latérale du pneumatique disposée entre la bande de roulement et un bourrelet de ce pneumatique, débutant à partir des extrémités des découpures de la bande de roulement et se prolongeant jusqu'au bourrelet. Par « face de moulage » du corps, on entend la face du corps destinée à être orientée du côté de l'espace intérieur de moulage du moule et présentant une forme correspondant à la courbure de la partie de la bande de roulement, ou du flanc latéral ou des flancs latéraux, à 5 mouler. On entend par « surface de moulage » délimitée par le revêtement, la surface de ce revêtement délimitant en partie l'espace intérieur de moulage du moule et contre laquelle vient en contact le pneumatique lors du moulage. 10 Un tel élément de moule composite présente l'avantage de pouvoir être fabriqué à moindre coût. En effet, on peut utiliser pour le corps un matériau à faible coût de revient. Les caractéristiques de résistance mécanique, de conductivité thermique et/ou de dureté sont apportées par le revêtement. 15 Cet élément de moule est particulièrement adapté pour fabriquer des moules à bas coût et ayant une durée de vie limitée afin de cuire seulement quelques pneumatiques, par exemple moins de cent. Ceci peut par exemple être les cas pour la fabrication de pneumatiques réalisés sans besoin de performance mais uniquement 20 pour des essais de faisabilité ou de conception, ou encore pour des présentations lors de salons. Le revêtement peut être obtenu par métallisation. Cette métallisation du corps en matière plastique ou synthétique permet d' obtenir des caractéristiques de résistance mécanique et de 25 conductivité thermique suffisantes pour réaliser quelques cuissons de pneumatiques dans le moule associé, qui peut ensuite être jeté comme un consommable. Dans un mode de réalisation, le corps est réalisé par fabrication additive. On entend par « corps réalisé par fabrication additive », tout 30 procédé de fabrication basé sur la construction du corps couche par couche par addition de matière. De préférence, le corps de l'élément de moule est réalisé par stéréolithographie. Alternativement, le corps de l'élément de moule peut être réalisé par d'autres techniques de fabrication additive, par exemple par 4 frittage laser ou fusion d'une poudre en matière plastique ou synthétique, ou par dépôt de fil. La matière plastique ou synthétique du corps peut ou non être chargée pour renforcer ses caractéristiques propres de résistance 5 mécanique, de conductivité thermique et/ou de dureté. Lorsqu'un liant est utilisé en plus des charges, il est possible de prévoir une étape de déliantage à l'intérieur d'un four avant l'étape de métallisation du corps. Dans un mode de réalisation alternatif, le corps de l'élément de 10 moule peut être réalisé par moulage par injection, ou par thermoformage ou par rotomoulage ou encore par extrusion. A titre indicatif, il est possible d'utiliser des matières plastiques du type PA, PP, ABS, PC, POM, etc. Ces techniques de fabrication sont particulièrement adaptées à 15 la réalisation d'éléments de petites dimensions et de formes complexes et/ou creuses à faible coût. A titre indicatif, l'épaisseur du corps peut être comprise entre 0,4 mm et 6 mm, et notamment comprise entre 0,4 mm et 0,6 mm. Avec une telle épaisseur, on limite l'isolation thermique du fait de la 20 réalisation du corps en matière plastique ou synthétique. On précise ici que cette épaisseur du corps est mesurée à un emplacement ne présentant pas de protubérance. En effet, l'épaisseur du corps au niveau d'une protubérance peut atteindre des valeurs plus importantes, par exemple comprise entre 8 mm et 25mm. 25 A titre indicatif également, le revêtement peut présenter une épaisseur comprise entre 50 pm et 300 pm. De préférence, le revêtement est métallique. Selon une conception particulière, le revêtement est constitué d'une pluralité de couches. Dans ce cas, il est possible de prévoir un 30 revêtement comprenant une couche interne constituée de cuivre ou d'un alliage de cuivre, et une couche externe constituée de chrome ou d'un alliage de chrome. Dans un autre mode de réalisation, il est possible de prévoir au moins une couche intermédiaire constituée de nickel ou d'un alliage de nickel. Alternativement, il est aussi possible 5 de prévoir une couche externe constituée de nickel ou d'un alliage de nickel. Par « couche externe » du revêtement, on entend la couche la plus éloignée du corps formant substrat. Par « couche interne » du 5 revêtement, on entend la couche qui recouvre directement le corps. Par « couche intermédiaire», on entend une couche située entre les couches interne et externe. Le cuivre présente l'avantage de présenter de bonnes propriétés de conductivité thermique, le chrome de bonnes propriétés de 10 résistance à l'usure et le nickel de bonnes propriétés mécaniques. En variante, il est possible de prévoir des couches de matériaux différents constituant le revêtement. Par ailleurs, il est aussi possible de prévoir un revêtement monocouche. Selon une conception particulière, le corps de l'élément de 15 moule comprend une pluralité de protubérances s'étendant en saillie de la face de moulage, venues de matière avec ledit corps et destinées à mouler des découpures dans la bande de roulement du pneumatique. Dans ce cas, l'élément de moule est un élément de garniture. Par « découpures » dans la bande de roulement, on entend l'espace 20 délimité par des parois de matière qui s'étendent à partir de la surface de roulement destinée à entrer en contact avec la chaussée, qui se font face et qui sont distantes l'une de l'autre d'une distance non nulle. La réalisation du corps en matière plastique ou synthétique, notamment par fabrication additive, présente l'avantage de pouvoir 25 prévoir des protubérances présentant des géométriques complexes. Selon une autre conception, le corps de l'élément de moule peut comprendre des moyens de marquage aptes à mouler un motif sur la bande de roulement ou sur l'un ou les deux flancs du pneumatique. Les moyens de marquage peuvent par exemple être aptes à 30 mouler un motif ou texture de type « velours » faisant contraste avec le reste du pneumatique et comportant par exemple une pluralité de lamelles, de brins, de stries, et/ou de cavités, etc. Les moyens de marquage peuvent aussi être aptes à mouler des informations 6 techniques, légales ou distinctives de la marque du pneumatique pouvant être lues directement par les consommateurs. L'invention concerne encore un moule pour pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, le 5 moule comprenant des première et deuxième coquilles pour le moulage des flancs latéraux du pneumatique, et une pluralité de secteurs répartis dans le sens circonférentiel pour le moulage de la bande de roulement dudit pneumatique, au moins l'un des secteurs et/ou au moins l'un des flancs latéraux comprenant au moins un élément de 10 moule tel que défini précédemment. Selon une conception particulière, le corps de l'élément de moule peut être fixé sur un bloc support du secteur associé, ou de la coquille associée. Un tel bloc support peut être réutilisé lorsque l'élément de moule est jeté après la cuisson du nombre de 15 pneumatiques souhaité. Selon une autre conception alternative, le corps de l'élément de moule peut former la totalité d'un des secteurs, et/ou d'une ou des coquilles, du moule. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un 20 élément de moule pour moule de pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, ledit élément de moule comprenant un corps en matière plastique ou synthétique et pourvu d'une face de moulage. Le procédé comprend au moins une étape de dépose sur le 25 corps d'un revêtement pour recouvrir au moins la face de moulage dudit corps. L'étape de dépose du revêtement est avantageusement réalisée par trempage dans au moins un bain électrolytique. Dans un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé comprend, avant l'étape de dépose du revêtement, une étape de 30 traitement de surface du corps par sablage et/ou par ponçage. Une telle étape optionnelle vise à favoriser l'adhésion du revêtement sur le corps. Le procédé peut également comprendre une étape de fabrication du corps, ladite étape de fabrication du corps et l'étape de dépose du 7 revêtement étant réalisées successivement sur une même ligne de fabrication. Alternativement, l'étape de dépose du revêtement peut être prévue sur un corps préfabriqué sur une ligne spécifiquement dédiée 5 qui peut par exemple être sur un site de production séparé. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux, le corps est fabriqué par fabrication additive, ou encore par moulage par injection, ou par thermoformage ou par rotomoulage ou encore par extrusion. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un 10 moule pour pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, le moule comprenant des première et deuxième coquilles pour le moulage des flancs latéraux du pneumatique, et une pluralité de secteurs répartis dans le sens circonférentiel pour le moulage de la bande de roulement dudit pneumatique. 15 Le procédé comprend les étapes suivantes : - une étape de fabrication d'au moins un élément de moule selon le procédé de fabrication tel que défini précédemment, et - une étape de fixation dudit élément de moule fabriqué sur un bloc support du secteur associé, ou sur un bloc support de la 20 coquille associée. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective illustrant un élément 25 de moule selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une section selon l'axe 11-11 de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective de l'élément de moule de la figure 1 rapporté sur un bloc support de moule, et - la figure 4 est un organigramme d' un procédé de 30 fabrication de l'élément de moule selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention. Sur la figure 1 est représenté un élément de moule 10 prévu pour être utilisé dans un moule de cuisson de pneumatiques de véhicules. Dans l'exemple de réalisation illustré, l'élément de moule 8 10 est conçu de sorte à former des sculptures dans la bande de roulement de ces pneumatiques. Dans ce cas, on parle alors d'élément de garniture. Comme illustré aux figures 1, et 2, l'élément de moule 10 5 comprend un corps 12 qui est délimité par une première face 14 et par une seconde face 16 opposée à la première face. Les première et seconde faces 14, 16 délimitent l'épaisseur du corps 12. La première face 14 du corps forme une face de moulage en concordance de forme avec la courbure de la partie de la bande de 10 roulement à mouler. La seconde face 16 est destinée à être en contact avec un bloc support 18 d'un secteur 20 (figure 3) du moule sur lequel est rapporté l'élément de moule 10. La seconde face 16 forme une face d'ancrage de l'élément de moule 10 sur le bloc support 18. Le bloc support 18 peut par exemple être réalisé en acier. 15 Le corps 12 de l'élément de moule comprend une pluralité de protubérances 22, 24 formant un réseau d'éléments de sculptures ou de découpures de pneumatique. Les protubérances 22, 24 s'étendent en saillie à partir de la face 14 de moulage. La protubérance 22 est prévue pour former un cordon destiné à mouler une partie d'une rainure 20 circonférentielle dans la bande de roulement du pneumatique, tandis que les protubérances 24 constituent des lamelles destinées à mouler des incisions dans la bande de roulement du pneumatique. Chaque protubérance 24 s'étend à partir de la protubérance 22 ou d'une autre protubérance 24. 25 Par « rainure » d'un pneumatique, on entend une découpure générant des parois de matière opposées en vis-à-vis, l'espacement entre les parois de matière de la rainure étant tel que ces parois ne peuvent pas venir en contact l'une contre l'autre dans des conditions usuelles de roulage. Par « incision » d'un pneumatique, on entend une 30 découpure générant des parois de matière opposées en vis-à-vis, l'espacement entre les parois de matière de l'incision étant approprié pour permettre la mise en contact au moins partielle de ces parois lors du passage dans l'empreinte de contact avec le sol. 9 Les protubérances 22, 24 sont venues de matière avec le corps 12, i.e réalisées monoblocs avec ce dernier. L'épaisseur du corps 12 est par exemple comprise entre 0,4 mm et 6 mm, et notamment entre 0,4 mm et 0,6 mm. 5 Le corps 12 est réalisé en matière plastique ou synthétique. Avantageusement, le corps 12 est réalisé par fabrication additive. Cette technique présente l'avantage de pouvoir fabriquer à moindre coût le corps tout en obtenant des formes complexes, notamment pour les protubérances 24. Le corps 12 peut par exemple être réalisé par 10 stéréolithographie. Alternativement, il est également possible de réaliser le corps 12 par moulage par injection d'une matière plastique. En variante, le corps 12 peut encore être obtenu par thermoformage ou par rotomoulage ou encore par extrusion. L'élément de moule 10 comprend également un revêtement 26 15 qui recouvre le corps 12. A titre indicatif, le revêtement 26 présente une épaisseur comprise entre 50 pm et 300 pm. Dans l'exemple de réalisation illustré, le revêtement 26 recouvre entièrement le corps 12, notamment pour des raisons liées à la dépose de ce revêtement. En variante, il est possible de prévoir que le revêtement 26 recouvre 20 uniquement la face 14 de moulage du corps, ou encore la face 14 de moulage du corps et une partie de la face 16 d'ancrage. La partie du revêtement 26 qui recouvre la face 14 de moulage du corps délimite une surface de moulage 28 contre laquelle vient directement en contact le pneumatique à l'intérieur du moule. Cette 25 surface de moulage 28 est délimitée par la surface externe du revêtement 26. Le revêtement 26 peut comprendre une pluralité de couches superposées. Le revêtement 26 peut comprendre une couche interne recouvrant le corps 12 constituée de cuivre, une couche intermédiaire 30 recouvrant la couche interne et constituée de nickel, et une couche externe recouvrant la couche intermédiaire et constituée de chrome. Alternativement, il est possible de prévoir pour le revêtement 26 un autre nombre de couches et/ou des couches de matériaux différents. On peut ainsi prévoir un revêtement comprenant une couche interne 10 constituée de cuivre et une couche externe constituée de nickel, sans couche intermédiaire. En référence à la figure 4, on va maintenant décrire les différentes étapes d'un procédé de fabrication permettant l'obtention 5 de l'élément de moule 10. Dans une première étape référencée 30, le corps est fabriqué par fabrication additive ou par moulage par injection, ou par thermoformage ou par rotomoulage ou par extrusion comme indiqué précédemm ent 10 Si le corps est fabriqué par fabrication additive, il est de préférence réalisé par stéréolithographie, mais il peut aussi être réalisé par d'autres techniques de fabrication additive, telle que par frittage ou fusion laser d'une poudre synthétique, ou par dépôt de fil. Ensuite, lors d'une deuxième étape 32, on réalise une opération 15 de traitement de surface du corps nu par sablage et/ou par ponçage de sorte à favoriser l'obtention d'une bonne accroche du revêtement qui sera déposé à la troisième étape suivante 34 On précise ici que cette étape 32 n'est pas obligatoire dans tous les modes de réalisation de l'invention 20 Lors de l'étape 34 de métallisation du corps, on revêt directement le corps nu du revêtement par trempage dans des bains électrolytiques pour obtenir le dépôt successif des différentes couches du revêtement. Le corps passe successivement dans les bains électrolytiques chacun étant de composition appropriée à la couche du 25 revêtement à déposer. A titre indicatif, le temps d'immersion à l'intérieur de chaque bain et le temps de séchage en sortie de ce bain peuvent par exemple être de l'ordre de quelques minutes. Après séchage, l'élément de moule composite ainsi obtenu peut être fixé sur le bloc support du 30 secteur de moule. Dans le procédé de fabrication qui vient d'être décrit, les étapes de fabrication du corps, de traitement de surface de ce corps fabriqué, et de dépose du revêtement sont réalisées d'une façon continue sur une même ligne de fabrication 11 Dans un autre mode de mise en oeuvre, le procédé de fabrication peut par exemple débuter à partir de l'étape de traitement de surface du corps lorsque celui-ci a été fabriqué préalablement sur un autre site de production dédié 5 L'invention a été décrite sur la base d'un élément de moule comprenant des protubérances de conception particulière pour former des sculptures dans la bande de roulement du pneumatique. En variante, il est possible de prévoir d'autres formes pour ces protubérances. 10 Par ailleurs, comme indiqué précédemment, il est également possible sans sortir du cadre de l'invention de prévoir ce type d'élément de moule composite pour le moulage d'une partie d'un des flancs, ou des deux flancs, du pneumatique. Grâce à l'invention, on dispose d'un élément de moule 15 composite pour moule de pneumatique comprenant un corps formant âme qui est réalisé en matière plastique ou synthétique notamment de sorte à pouvoir être obtenu à moindre coût et prévoir des formes complexes, REVENDICATIONS1. Elément de moule pour moule de pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, caractérisé en ce que ledit élément de moule comprend un corps (12) en matière plastique ou synthétique et pourvu d'une face de moulage (14), et un revêtement (26) déposé sur le corps (12) et recouvrant au moins la face de moulage (14) dudit corps et délimitant une surface de moulage (28) destinée à mouler toute ou partie de la bande de roulement et/ou de l'un ou des deux flancs latéraux du pneumatique. 10 2. Elément de moule selon la revendication 1, dans lequel le corps (1.2) est réalisé par fabrication. additive. 3. Elément de moule selon la revendication 1, dans lequel le corps (12) est réalisé par moulage par injection, ou par thermoformage ou par rotomoulage ou par extrusion. 15 4. Elément de moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur du corps ( comprise entre 0,4 mm et 6 roui, et notamment entre 0,4 min et 0,6 min. 5. Elén-lent de moule se/on l'une quelconque des 20 revendications précédentes, dans lequel le revêtement (26) présente mie épaisseur comprise entre 50 gm et 300 jun. 6. Elément de moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement (26) est métallique. 25 7. Elément de moule selon l'une que lconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement (26) est constitué d'une pluralité de couches. 8. Elément de moule selon la revendication 7, dans lequel le revêtement (26) comprend une couche interne constituée de cuivre ou 30 d'un alliage de cuivre, et une couche externe constituée de chrome ou d'un alliage de chrome ou de nickel ou d'un alliage de nickel. 9. Elément de moule selon la revendication 8, dans lequel le revêtement. (26) comprend en outre au moins une couche intermédiaire. 10. Élément de moulé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (12) comprend une pluralité de protubérances (22, 24) s'étendant en saillie de la face de moulage (14), venues de matière avec ledit corps et destinées à mouler des découpures dans la bande de roulement du pneumatique. 11, Moule pour pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, le moule comprenant des première et deuxième coquilles pour le moulage des flancs latéraux du pneumatique, et une pluralité secteurs répartis dans le sens circonférentiel pour le moulage de la bande de roulement dudit pneumatique, au moins l'un des secteurs et/'ou au moins l'un des flancs latéraux comprenant au moins un élément de moule selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Procédé de fabrication d'un élément de moule pour moule l5 de pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, ledit élément de moule comprenant un corps en matière plastique ou synthétique, et pourvu d'une face de moulage, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de dépose sur le corps d'un revêtement pour recouvrir au moins la face de moulage dudit corps. 13, Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'étape de dépose du revêtement est réalisée par trempage dans au moins un bain électrolytique. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, comprenant une 25 étape de fabrication du corps, ladite étape de fabrication du corps et l'étape de dépose du revêtement étant réalisées successivement sur une même ligne de fabrication. 15. Procédé selon la revendication ns lequel le corps est fabriqué par fabrication additive ou par moulage par injection, ou par 30 thermoformage ou par rotomoulage osa par extrusion. 16. Procédé de fabrication d'un moule pour pneumatique du type comprenant une bande de roulement et deux flancs latéraux, le moule comprenant des première et deuxième coquilles pour le moulage des flancs latéraux du pneumatique, et une pluralité de secteurs 14 répartis dans le sens circonférentiel pour le moulage de la bande de roulement dudit pneumatique, le procédé comprenant les étapes urre étape d'au moins un %en moule selon le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, et une étape de fixation dudit élément de moule fabriqué sur aaxr bloc support du secteur associé, ou de !a coquille associée.