Brevet FR3085614A1 — publié le 20200313

Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine général du moulage par injection notamment plastique. Elle vise plus 5 précisément un moule pour injection plastique mais également le procédé de fabrication dudit moule. Technique antérieure Le moulage par injection est une technique destinée à 10 la fabrication en grande ou très grande série de pièces souvent très précises ne nécessitant aucun usinage ultérieur, et que l'on retrouve dans de très nombreux produits manufacturés automobile, électroménager, matériel informatique, mobilier, etc. 15 Dans le domaine du moulage par injection, il est connu d'utiliser des moules métalliques installés sur une presse et constitués le plus souvent de deux coquilles, l'une mobile et l'autre fixe, qui sont fortement pressées l'une contre l'autre au moment du moulage puis écartées pour permettre 20 l'éjection de la pièce moulée. La conception des moules est très délicate, car outre le fait que les pièces doivent se démouler facilement, il faut s'assurer que le moule soit complètement rempli avant que le matériau ne se solidifie. Par ailleurs, l'aspect 25 extérieur de la pièce moulée dépend directement de la qualité et de la précision des moules. Ces derniers sont donc d'abord usinés dans la masse de façon particulièrement soignée par des opérations longues de fraisage ou d'électroérosion, ensuite ils subissent diverses opérations de finition 30 également particulièrement longues telles que le polissage et le chromage dur. Le coût des moules est donc très élevé et ne peut être amorti que par la production en grande série. En outre, il est fréquent que les pièces se rétractent PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG lors du refroidissement et enserrent parfois très fortement des portions des moules autour desquels elles ont été coulées, il faut alors les extraire au moyen de tiges coulissantes appelées éjecteurs, qui augmentent encore le coût des moules. Exposé de l'invention Le but de la présente invention est de proposer un moule pour moulage par injection, notamment plastique, fiable, rapide à fabriquer et à mettre en oeuvre, et particulièrement 10 adapté à la fabrication de pièces en petite série. Conformément à l'invention, il est donc proposé un moule pour le moulage par injection d'une pièce sur une presse, comportant au moins une première demi-coquille fixe et une deuxième demi-coquille mobile pour être fortement 15 pressée contre la première demi-coquille au moment du moulage puis écartée pour permettre l'éjection de la pièce moulée, ledit moule étant remarquable en ce qu'au moins une des première et deuxième demi-coquilles comporte au moins une carcasse agencée pour être solidarisée par sa face externe 20 sur ladite presse, et une peau apte à être fixée sur la face interne de la carcasse associée, en ce que chaque carcasse comporte sur sa face interne une pré-empreinte correspondant à une ébauche de la forme de l'une des deux faces de la pièce moulée, et en ce que chaque peau comporte au moins sur sa 25 face externe une pré-empreinte dont la forme est complémentaire à la pré-empreinte de la carcasse associée, et sur sa face interne une empreinte correspondant à la forme finie de l'une des deux faces de la pièce moulée. Chaque peau est de préférence obtenue par une méthode 30 de fabrication additive. Selon un mode de réalisation avantageux, la carcasse de la première demi-coquille comporte une pluralité d'orifices transversaux s'étendant entre ses faces externe et interne, et débouchant dans la pré-empreinte et à au moins l'une de PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG - 3 - leurs extrémités à l'extérieur de ladite carcasse, la peau associée comporte une pluralité d'orifices transversaux s'étendant entre ses faces externe et interne et débouchant à l'extérieur de ladite peau, ces orifices transversaux étant 5 en vis-à-vis desdits orifices transversaux de ladite carcasse, lorsque la peau est mise en place dans cette dernière, et la peau est fixée sur la carcasse de la première demi-coquille en insérant des goujons simultanément dans lesdits orifices transversaux respectifs de la peau et de la 10 carcasse. Les orifices transversaux de la peau de la première demi-coquille sont de préférence au moins en partie aménagés dans des rebords disposés en saillie sur la face externe de ladite peau, lesdits rebords s'insérant dans des rainures de 15 forme complémentaire creusées dans la face interne de la carcasse associée, lors de la fixation de ladite peau. Selon un mode de réalisation avantageux, la carcasse de la deuxième demi-coquille comporte une pluralité de taraudages s'étendant sensiblement perpendiculairement à sa 20 face externe depuis sa pré-empreinte, la peau associée comporte une pluralité d'orifices la traversant de part en part et débouchant d'un côté dans sa pré-empreinte et de l'autre dans son empreinte, lesdits orifices étant coaxiaux avec les taraudages de ladite carcasse, lorsque la peau est 25 mise en place dans cette dernière, et la peau est fixée sur ladite carcasse en insérant une vis de fixation dans chacun des orifices de ladite peau et en la vissant dans les taraudages de la carcasse. Les orifices et canal interne de la peau de la deuxième 30 demi-coquille sont de préférence au moins en partie aménagés dans des rebords disposés en saillie sur la face externe de ladite peau, lesdits rebords s'insérant dans des rainures de forme complémentaire creusées dans la face interne de la carcasses associée, lors de la fixation de ladite peau. PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG Selon un mode de réalisation avantageux, chaque vis de fixation est au moins en partie creuse et obturée, de manière amovible, par un bouchon à son extrémité libre, et comporte un orifice transversal permettant de mettre en relation 5 l'intérieur de ladite vis de fixation et l'extérieur, chaque ensemble vis de fixation - bouchon étant configuré pour que l'extrémité libre dudit bouchon soit affleurante avec la face interne de la peau lorsque cette dernière est fixée sur la carcasse de la deuxième demi-coquille, ladite carcasse comporte un canal interne débouchant au droit de sa pré-empreinte et apte à être raccordé à un réseau d'air comprimé, et la peau comporte un canal interne reliant aérauliquement lesdits orifices transversaux des vis de fixation entre eux et avec ledit canal interne de la carcasse, lorsque la peau est mise en place dans cette dernière. Description sommaire des figures D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un mode d'exécution 20 d'un moule selon l'invention en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un moule selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de la face 25 interne de la carcasse de la deuxième demi-coquille du moule de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective de la face Interne de la carcasse de la première demi-coquille du moule de la figure 1 ; 30 - la figure 4 est une vue en perspective de la face Interne de la peau associée à la carcasse de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue en perspective de la face externe de la peau de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en perspective de la face PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG interne de la peau associée à la carcasse de la figure 3 ; - la figure 7 est une vue en perspective de la face externe de la peau de la figure 6 ; - la figure 8 est une coupe de l'assemblage de la peau 5 de la figure 4 sur la carcasse de la figure 2 associée ; - la figure 9 est une vue de détail de l'assemblage de la figure 8 ; - la figure 10 est une vue en perspective éclatée d'un organe de fixation de l'assemblage de la peau de la figure 4 10 sur la carcasse de la deuxième demi-coquille de la figure 2 associée. Meilleure manière de réaliser l'invention technique En référence aux figures 1 à 3, l'invention concerne un 15 moule 1 pour une presse de moulage par injection, non représentée, comportant de manière classique deux demi-coquilles 2,3, la première demi-coquille 2 étant fixe et la deuxième demi-coquille 3 étant mobile en translation pour être fortement pressée contre la première demi-coquille 2 au moment du moulage puis écartée pour permettre l'éjection de la pièce moulée. Chacune des première et deuxième demi-coquilles 2,3 comporte au moins une carcasse 4,5 et une peau 6,7. Toutefois, on comprend bien que, si l'une des deux demi- coquilles ne nécessite pas d'usinage complexe et coûteux, seule l'autre demi-coquille du moule 1 selon l'invention pourra comporter une carcasse et d'une peau, sans sortir du cadre de la présente invention. Chaque carcasse 4,5 est avantageusement métallique et agencée pour être solidarisée par sa face externe 41,51 sur la presse de moulage par injection, ladite face externe 41,51 étant globalement plane. Pour ce faire chaque carcasse 4,5 comporte de manière classique, d'une part, des rainures 42,52 longitudinales aménagées du côté de ladite face externe 41,51 PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG aptes à coopérer à la presse pour solidariser chaque carcasse 4,5 selon une liaison glissière et, d'autre part, des perçages 43,53 aptes à recevoir chacun des colonnes de centrage, non représentées, coopérant avec des bagues pour 5 centrer les première et deuxième demi-coquilles 2,3 du moule 1. On désigne ici par "face interne" la face d'une carcasse ou peau située du côté de l'intérieur du moule 1, c'est-à-dire du côté de la pièce moulée, et par "face externe" la 10 face d'une carcasse ou peau située du côté opposé. Par ailleurs, chaque carcasse 4,5 comporte sur sa face Interne 44,54 une pré-empreinte 45,55 correspondant à une ébauche de la forme de l'une des deux faces de la pièce moulée, ladite pré-empreinte 45,55 étant au moins en partie 15 en creux et/ou en saillie. Les deux faces de la pièce moulée sont séparées par le plan de joint séparant les première et deuxième demi-coquilles 2,3 du moule 1. En outre, la carcasse 4 de la première demi-coquille 2 comporte une pluralité d'orifices transversaux 46 s'étendant 20 entre ses faces externe 41 et interne 44, et débouchant dans la pré-empreinte 45 et à au moins l'une de leurs extrémités à l'extérieur de ladite carcasse 4. De même, la carcasse 5 de la deuxième demi-coquille 3 comporte en outre : 25 - un canal interne 56 (Cf. figure 8) débouchant au droit de sa pré-empreinte 55 et apte à être raccordé à un réseau d'air comprimé pour amener de l'air comprimé au niveau de la peau 7 de la deuxième demi-coquille 3, et - une pluralité de taraudages 57 s'étendant 30 sensiblement perpendiculairement à la face externe 51 de la carcasse 5 de la deuxième demi-coquille 3 depuis ladite pré-empreinte 55, et étant aptes à coopérer avec des vis de fixation 8 de la peau 7 sur ladite carcasse 5. Le moule 1 comporte en outre des peaux 6,7 aptes à être PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG - 7 - fixées respectivement sur les carcasses 4,5 des première et deuxième demi-coquilles 2,3. En référence aux figures 4 à 7, chaque peau 6,7 comporte au moins sur sa face externe 61,71 une pré- 5 empreinte 62,72 dont la forme est complémentaire à la pré-empreinte 45,55 de la carcasse 4,5 associée, et sur sa face interne 63,73 une empreinte 64,74 correspondant à la forme finie de l'une des deux faces de la pièce moulée. En outre, en référence aux figures 6 et 7, la peau 6 10 comporte une pluralité d'orifices transversaux 65 s'étendant entre ses faces externe 61 et interne 63 et la traversant de part en part en débouchant à l'extérieur de ladite peau 6, ces orifices transversaux 65 étant aménagés pour être en vis-à-vis des d'orifices transversaux 46 de la carcasse 4 de la 15 première demi-coquille 2, lorsque la peau 6 est mise en place dans ladite carcasse 4, c'est-à-dire lorsque la pré-empreinte 62 de ladite peau 6 est en contact avec la pré-empreinte 45 de la carcasse 4. Ainsi, avec cette configuration, pour fixer la peau 6 20 sur la carcasse 4 de la première demi-coquille 2, on insère avantageusement des goujons, non représentés, simultanément dans les orifices transversaux 65,46 respectifs de la peau 6 et de la carcasse 4, lorsque la peau 6 est mise en place dans ladite carcasse 4. 25 De plus, en référence aux figures 4 et 5, la peau 7 comporte une pluralité d'orifices 75 la traversant de part en part, et débouchant d'un côté dans sa pré-empreinte 72 et de l'autre dans son empreinte 74, lesdits orifices 75 étant coaxiaux avec les taraudages 57 de la carcasse 5 de la 30 deuxième demi-coquille 3, lorsque la peau 7 est mise en place dans ladite carcasse 5, c'est-à-dire lorsque la pré-empreinte 72 de ladite peau 7 est en contact avec la pré-empreinte 55 de la carcasse 5. Par ailleurs, en référence à la figure 8, la peau 7 PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG comporte un canal interne 76 reliant aérauliquement ses orifices 75 entre eux et débouchant au droit de sa pré-empreinte 72 en vis-à-vis du canal interne 56 de la carcasse 5 lorsque la peau 7 est mise en place dans cette 5 dernière, de sorte à amener de l'air comprimé au niveau des orifices 75 de la peau 7. Ainsi, avec cette configuration, pour fixer la peau 7 sur la carcasse 5 de la deuxième demi-coquille 3, on insère les vis de fixation 8 dans les orifices 75 de la peau 7 et 10 on les visse dans les taraudages 57 de la carcasse 5, lorsque la peau 7 est mise en place dans cette dernière. Toutefois, les peaux 6,7 pourront être fixées respectivement sur les carcasses 4,5 des première et deuxième demi-coquilles 2,3 pour tout autre moyen adapté sans sortir 15 du cadre de la présente invention. Les peaux 6,7 du moule 1 conforme à l'invention sont avantageusement réalisées par une méthode de fabrication additive. On désigne ici par "fabrication additive" toute méthode 20 de fabrication qui s'oppose à la fabrication soustractive où l'on enlève de la matière pour atteindre la forme désirée. Ainsi, de manière classique, dans la fabrication additive, les pièces en trois dimensions sont construites par addition de couches successives de matière sous contrôle d'un 25 ordinateur. On comprend bien qu'avec la configuration spécifique du moule 1 selon l'invention, on peut fabriquer rapidement ledit moule 1 à moindre coût afin de réaliser des pièces moulées par injection en petite série. En effet, les carcasses 4,5 30 ne nécessitent pas d'usinage précis et soigné car elles ne comportent qu'une pré-empreinte correspondant à l'ébauche des faces de la pièce moulée, et les peaux 6,7 peuvent être obtenues rapidement par fabrication additive car elles sont d'épaisseur réduite. Par ailleurs, pour réduire encore l'épaisseur des PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG peaux 6,7, les orifices transversaux 65 de la peau 6 et les orifices 75 et canal interne 76 de la peau 7 sont de préférence au moins en partie aménagés respectivement dans des rebords 66,77 disposés en saillie sur les faces 5 externes 61,71 respectives des peaux 6,7. Lors de la fixation des peaux 6,7 sur les carcasses 4,5, lesdits rebords 66,77 s'insèrent alors respectivement dans des rainures 47,58 de forme complémentaire creusées respectivement dans les faces 10 internes 44,54 desdites carcasses 4,5. On comprend bien que la mise en oeuvre des rebords 66,77 respectifs des peaux 6,7 permet de réduire encore l'épaisseur globale desdites peaux 6,7 et donc un gain sur le temps et le coût de leur fabrication, car la matière utilisée en 15 fabrication additive est particulièrement onéreuse. Par ailleurs, on a représenté sur les figures des peaux 6,7 réalisées en deux parties 6A,6B et 7A,713 (Cf. figure 1) puis assembler pour être mise en place dans les carcasses 4,5 associées. Toutefois, il va de soi que les 20 peaux 6,7 pourront également être réalisées en une, trois, quatre, etc. parties sans sortir du cadre de la présente invention. Enfin, en référence aux figures 8 à 10, chacune des vis de fixation 8 destinées à fixer la peau 7 sur la carcasse 5 25 de la deuxième demi-coquille 3 est avantageusement au moins en partie creuse pour permettre le passage de l'air comprimé, et obturées, de manière amovible par un bouchon 9, à son extrémité libre, c'est-à-dire du côté de la peau 7. Chaque vis de fixation 8 comporte en outre un orifice transversal 81 30 permettant de mettre en relation l'intérieur de ladite vis de fixation 8 et l'extérieur pour permettre le passage de l'air comprimé depuis le canal interne 76 de la peau 7. Enfin, en référence à la figure 9, chaque ensemble vis de fixation 9 - bouchon 9 est configuré pour que la face PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG - 10 - interne 91 de l'extrémité libre dudit bouchon 9 soit affleurante avec la face interne 73 de la peau 7 lorsque cette dernière est fixée sur la carcasse 5 de la deuxième demi-coquille 3 du moule 1. 5 Ainsi, avec cette configuration de chaque ensemble vis de fixation 9 - bouchon 9, une fois la pièce moulée et les première et deuxième demi-coquilles 2,3 écartées, on injecte de l'air comprimé qui se propage successivement dans le canal interne 56 de la carcasse 5, dans le canal interne 76 de la 10 peau 7, dans l'orifice 81 puis à l'intérieur de chaque vis de fixation 8 de manière à pousser le bouchon 9 pour le désolidariser de la vis de fixation 8 associée afin d'éjecter la pièce moulée de la deuxième demi-coquille 3 et donc du moule 1. 15 Dès lors, on comprend bien qu'avant de procéder au moulage d'une nouvelle pièce il est nécessaire de remettre en place un bouchon 9 pour obturer chaque vis de fixation 8. Possibilité d'application industrielle 20 Le moule 1 selon l'invention s'applique à tout type de moulage par injection et pas uniquement au moulage par injection de matière plastique. Enfin, il va de soi que les exemples de moule 1 conformes à l'invention qui viennent d'être décrits ne sont 25 que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives de l'invention. PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG REVENDICATIONS1 - Moule (1) pour le moulage par injection d'une pièce sur une presse, comportant au moins une première demi-coquille (2) fixe et une deuxième demi-coquille (3) mobile pour être fortement pressée contre la première demi- coquille (2) au moment du moulage puis écartée pour permettre l'éjection de la pièce moulée, ledit moule (1) étant caractérisé en ce qu'au moins une des première et deuxième demi-coquilles (2,3) comporte au moins une carcasse (4,5) agencée pour être solidarisée par sa face externe (41,51) sur ladite presse, et une peau (6,7) apte à être fixée sur la face interne (44,54) de la carcasse (4,5) associée, en ce que chaque carcasse (4,5) comporte sur sa face interne (44,54) une pré-empreinte (45,55) correspondant à une ébauche de la forme de l'une des deux faces de la pièce moulée, et en ce que chaque peau (6,7) comporte au moins sur sa face externe (61,71) une pré-empreinte (62,72) dont la forme est complémentaire à la pré-empreinte (45,55) de la carcasse (4,5) associée, et sur sa face interne (63,73) une empreinte (64,74) correspondant à la forme finie de l'une des 20 deux faces de la pièce moulée. 2 - Moule (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque peau (6,7) est obtenue par une méthode de fabrication additive. 25 3 - Moule (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la carcasse (4) de la première demi-coquille (2) comporte une pluralité d'orifices transversaux (46) s'étendant entre ses faces 30 externe (41) et interne (44), et débouchant dans la pré-empreinte (45) et à au moins l'une de leurs extrémités à l'extérieur de ladite carcasse (4), en ce que la peau (6) associée comporte une pluralité d'orifices transversaux (65) PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG - 12 - s'étendant entre ses faces externe (61) et interne (63) et débouchant à l'extérieur de ladite peau (6), ces orifices transversaux (65) étant en vis-à-vis desdits orifices transversaux (46) de la carcasse (4), lorsque la peau (6) est 5 mise en place dans cette dernière, et en ce que la peau (6) est fixée sur la carcasse (4) de la première demi-coquille (2) en insérant des goujons simultanément dans lesdits orifices transversaux (65,46) respectifs de la peau (6) et de la carcasse (4). 10 4 - Moule (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices transversaux (65) de la peau (6) de la première demi-coquille (2) sont au moins en partie aménagés dans des rebords (66) disposés en saillie sur la face 15 externe (61) de ladite peau (6), lesdits rebords (66) s'insérant dans des rainures (47) de forme complémentaire creusées dans la face interne (44) de la carcasse (4) associée, lors de la fixation de ladite peau (6). 5 - Moule (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la carcasse (5) de la deuxième demi-coquille (3) comporte une pluralité de taraudages (57) s'étendant sensiblement perpendiculairement à sa face externe (51) depuis sa pré-empreinte (55), en ce que la peau (7) associée comporte une pluralité d'orifices (75) la traversant de part en part et débouchant d'un côté dans sa pré-empreinte (72) et de l'autre dans son empreinte (74), lesdits orifices (75) étant coaxiaux avec les taraudages (57) de ladite carcasse (5), lorsque la peau (7) est mise en place dans cette dernière, et en ce que la peau (7) est fixée sur ladite carcasse (5) en insérant une vis de fixation (8) dans chacun des orifices (75) de ladite peau (7) et en la vissant dans les taraudages (57) de la carcasse (5). PROT01-FR-1 TEXTE DEPO5E_RG/AG - 13 - 6 - Moule (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les orifices (75) et canal interne (76) de la peau (7) de la deuxième demi-coquille (3) sont au moins en partie 5 aménagés dans des rebords (77) disposés en saillie sur la face externe (71) de ladite peau (7), lesdits rebords (77) s'insérant dans des rainures (58) de forme complémentaire creusées dans la face interne (54) de la carcasse (5) associée, lors de la fixation de ladite peau (7). 10 7 - Moule (1) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque vis de fixation (8) est au moins en partie creuse et obturée, de manière amovible, par un bouchon (9) à son extrémité libre, 15 et comporte un orifice transversal (81) permettant de mettre en relation l'intérieur de ladite vis de fixation (8) et l'extérieur, chaque ensemble vis de fixation (8) - bouchon (9) étant configuré pour que l'extrémité libre dudit bouchon (9) soit affleurante avec la 20 face interne (73) de la peau (7) lorsque cette dernière est fixée sur la carcasse (5) de la deuxième demi-coquille (3), en ce que ladite carcasse (5) comporte un canal interne (56) débouchant au droit de sa pré-empreinte (55) et apte à être raccordé à un réseau d'air comprimé, et en ce que la peau (7) 25 comporte un canal interne (76) reliant aérauliquement lesdits orifices transversaux (81) des vis de fixation (8) entre eux et avec ledit canal interne (56) de la carcasse (5), lorsque la peau (7) est mise en place dans cette dernière. 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