Brevet FR3099403A1 — publié le 20210205

Description Titre de l'invention : Procédé de réalisation de trous débouchants par pressage à chaud dans des pièces en polymères thermo- formables. [000 En plasturgic la réalisation de pièces avec des trous dc petite dimension peut présenter certaines difficultés, notamment si l'on veut des bords de trous débouchants sans bavures. C'est le cas par exemple en microtluidique où les trous peuvent avoir un diamètre dc quelques centaines de ?lm seulement. Dans le cas de trous de faible diamètre, l'élimination de ces bavures peuvent se traduire par un surcout important. Il est donc importun de disposer de procédure permettant soit une utilisation directe de la pièce avec des bavures acceptables, soit dans le cas de la formations de bavures gênantes que celles-ci soient suffisamment fines pour être retirées par des moyens bas coût comme : air comprimé, eau sous pression, ultrasons, etc... [0002] Pour des pièces réalisées par injection plusieurs solutions existent pour la réalisation de trous: Une première consiste à implanter de petites tiges sur une partie du moule et dont la longueur de ces tiges est ajustée de façon à ne pas laisser d'espace ou très peu avec l'autre partie du moule lorsque le moule est refermé. Une autre solution consiste à laisser les petites tiges pénétrer dans un trou lors de la fermeture du moule. En injection ces solutions sont généralement satisfaisantes si le moules est réalisé avec une précision suffisante permettant alors de minimiser les jeux fonctionnels. [0003] En plasturgie avec d'autres techniques que l'injection la situation peut être moins favorable vis-à-vis de la réalisation de trous, c'est le cas du pressage à chaud ( hotembossing). Cette technique consiste à presser une plaque de polymère entre deux empreintes chauffées pour façonner la surface de la plaque suivant les motifs gravés sur les empreintes. Pour la réalisation de trous, l'utilisation de tiges ajustées avec la partie qui ferme le moule conduit généralement à la formation d'un film qui bouche l'orifice des trous. Pour avoir un film suffisamment fin facilement éliminable il faudrait ajuster toutes les tiges avec une précision de quelques micromètres et éviter les déformations induites par les pressions élevées appliquées aux empreintes et répétés au moins un millier de fois au cours de la durée de vie moyenne d'un moule. De même, avec la solution qui consiste à utiliser des tiges pénétrant dans des trous dans la partie qui ferme le moule, le résultat n'est pas correct. En effet, de la matière est introduite dans les trous en regard des tiges, ces trous finissent par se boucher, ce polymère est refondu lord du pressage suivant et il se forme alors des bavures sur les bords des trous des pièces thermoformées. [0004] Les résultats de l'injection et du pressage à chaud sont différents car dans ces deux 2 cas les conditions de formation des trous ne sont pas les mêmes. Dans le cas dc l'injection le moule est froid ou très peu chauffé, le polymère est refroidi au contact du moule, sa viscosité augmente, il aura de la difficulté à pénétrer dans les interstices. Par contre pour le pressage à chaud le moule est plus chaud que le polymère, sa viscosité sera la plus faible au contact du moule, le polymère pourra pénétrer très facilement dans les petits espaces du moule. [0005] L'objet de l'invention est de réaliser du pressage à chaud dans des conditions proches de celles de l'injection. C'est-à-dire effectuer le pressage avec le polymère porté à une température plus élevé que celle du moule, de façon à minimiser la pénétration du polymère dans les interstices du moule. [0006] La procédure consiste à chauffer par l'intermédiaire du moule la plaque de polymère vierge à une température proche de sa température de fusion, puis à refroidir rapidement le moule avant pressage. Cependant la partie du moule possédant les trous dans lesquels les tiges vont pénétrer devra être maintenue à basse température, sinon les trous seront bouchés par le polymère et conduiront à la détérioration du moule lors de la fermeture de celui-ci à une trop basse température. [0007] Par exemple, dans le cas de la formation dc trous avec pénétration de tiges dans la partie qui referme le moule, nous pouvons procéder de la façon suivante (voir [fig.1]) : [0008] 1. Le moule utilisé est en deux parties (1) et (2) avec une ouverture horizontale. Les tiges (3) correspondant aux trous sont fixées sur la partie inférieure, les trous de pénétration des tiges (4) sont situés sur la partie supérieure. 2. Moule ouvert, une plaque de polymère (5) est posée sur les tiges (4). 3. La partie inférieure (1) est chauffée à une température proche de la température de fusion du polymère. 4. Cette température est maintenue un certain temps pour chauffer le polymère. 5. La partie supérieure (2) est maintenue à basse température. 6. Après chauffage du polymère, la partie inférieure (1) est refroidie rapidement à la température de pressage. Il est à noter que les inerties thermiques jouent un rôle important pour ce procédé. 7. Le moule est refermé et la pièce en polymère (5) est formée par pressage. 8. Le moule est porté à la température de démoulage 9. Le moule est ouvert puis la pièce (5) est éjectée. [0009] 11 est quelques fois nécessaire de positionner la plaque de polymère dans le moule avant pressage. Ce positionnement peut être obtenu par des tiges de perçage ou autres éléments du moule comme des tiges de positionnement (6) (voir [fig.2]) dans certains cas la plaque devra donc être percée avant montage dans le moule. [0010] Un pré-perçage des trous peut être aussi utilisé pour faciliter la formation des trous en limitant le déplacement de matière. Dans ce cas une bonne précision du diamètre et 3 de la position de pré-perçage n'est pas nécessaire car le diamètre et la position des trous sont fixés par ceux des tiges de perçage après pressage. Il est à noter que le tout du pré-perçage peut-être réduit de façon importante par un perçage collectif de plaques empilées les unes sur les autres. REVENDICATIONS[Revendication I] Procédé dc fabrication par pressage à chaud dc pièces en polymère comportant des trous débouchants et qui consiste à introduire une plaque de polymère thermoformable dans un moule en position ouverte, puis de former la pièce par pressage lors de la fermeture du moule. Le moule est en plusieurs parties, certaines comportant des tiges pour le perçage dc trous et d'autres parties comportant des trous dans lesquels pénètrent ces tiges lors de la fermeture du moule. Procédé caractérisé par un préchauffage du polymère juste avant pressage à une température bien supérieure à celle du moule lors du pressage. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le préchauffage du polymère en portant la partie du moule comportant les tiges à une température nettement supérieure à celle du pressage. La partie comportant les trous étant maintenu à une température suffisamment basse pour éviter le déplacement de polymère à l'intérieur des trous du moule du à des effets thermiques. [Revendication 3] Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le maintien du polymère pendant son chauffage par son appui sur les tiges de perçage ou autres éléments de partie du moule portée à une température voisine de celles équipées de tiges de perçage. [Revendication 4] Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le maintien du polymère pendant son chauffage par son guidage sur des tiges de perçage ou autres éléments de partie du moule portée à une température voisine de celles équipées de tiges de perçage. [Revendication 5] Procédé selon les revendications 1, 2 et 3 ou 1, 2 et 4 caractérisé par un pré-perçage de trous en vue d'améliorer la formation de ceux-ci.