Brevet FR3118897A1 — publié le 20220722

L’invention concerne un moule, adapté au moulage d’une pièce de petite dimension, et comprenant une carcasse , apte à être montée sur le plateau (101, 102) d’une presse, ladite carcasse comprenant un logement apte à recevoir un insert; un insert configuré pour s’intégrer dans la carcasse, lequel insert comprenant un logement pour une matrice comprenant une surface moulante (121, 122) de la pièce à mouler ; un dispositif pour le chauffage de la matrice, lequel dispositif comprend une pige (131, 132) constituée d’un matériau sensible au chauffage par induction, ladite pige étant montée dans l’insert (350) et dont une extrémité est en contact avec la matrice, la surface moulante (121, 122) étant sensiblement centrée par rapport à la pige, une spire (141, 142) constituée d’un matériau conducteur et entourant la pige, ladite spire étant connectée à un générateur ( 151, 152) de courant alternatif à haute fréquence de sorte que lorsqu’elle est alimentée électriquement, elle génère un courant induit dans la pige (131, 132), qui chauffe ladite pige par induction, la pige transmettant la chaleur à la matrice, et dans lequel le diamètre extérieur de la pige est supérieur ou égal au diamètre extérieur du périmètre délimitant l’encombrement externe de la surface moulante (121, 122). Figure à publier avec l’abrégé : figure 1 Dispositif de chauffage par induction adapté au moulage d’une pièce de petite dimension L’invention appartient au domaine des procédés de moulage, plus particulièrement au moulage de pièces de petites dimensions. À titre d’exemple non limitatif, l’invention s’applique au moulage de lentilles destinées à une caméra de téléphone intelligent ( smartphone ). L’invention concerne un outillage adapté à la fabrication en très grande série de ce type de pièce, pourvu d’un dispositif de chauffage et de refroidissement rapides. Dans le moulage en très grande série de pièces en verre ou en plastique, dit verre organique, dont les températures de coulée sont relativement élevées, les temps de chauffage et de refroidissement des moules ont une influence majeure sur les temps de cycles de fabrication. En effet, le moule doit être chauffé à une température assurant une fluidité suffisante de la matière moulée de sorte à assurer un remplissage homogène de l’empreinte, puis refroidi à une température de consolidation suffisante du matériau mis en œuvre, pour permettre le démoulage sans détériorer la pièce ainsi réalisée. Selon le matériau moulé ces températures sont par exemple définies en rapport avec les températures de fusion et de solidification de la matière et/ou en rapport avec la température de transition vitreuse ou de cristallisation de ladite matière. D’une manière générale, les moules sont massifs en regard de la pièce réalisée et leur masse est supérieure de plusieurs ordres de gardeur à la masse de la pièce moulée. Aussi, la notion de chauffage et de refroidissement rapides s’applique essentiellement à la masse du moule. Les techniques de chauffage par induction, couplées à un refroidissement par circulation de fluide, telle que décrites, par exemple, dans les documents US 7,679,036 ou US 10,232,530, permettent de concentrer le chauffage sur les surfaces du moule en contact avec la matière moulée, tout en assurant une température de chauffage uniforme sur ces surfaces. Ainsi, en limitant le volume de matière chauffée et refroidie, et en tirant avantage de la puissance importante de chauffage que permet l’induction, ces techniques de l’art antérieur permettent de réduire les temps de cycles de chauffage – refroidissement. Toutefois, lorsque les pièces réalisées sont de petite dimension, par exemple une lentille avec un diamètre inférieur à 10 mm, et plus généralement inférieure à 2 mm, que lesdites pièces sont par ailleurs fines, par exemple d’une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm et que lesdites pièces doivent être réalisées avec une précision élevée, compatible avec l’optique, ces techniques de l’antérieur sont mal adaptées, même en considérant un moule comprenant une pluralité d’empreintes. De plus, même en mettant en œuvre ces techniques de l’art antérieur, le volume et la masse subissant les cycles thermiques sont importants en regard de la masse des pièces réalisées. L’invention est mise en œuvre selon les modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, exposés ci-après en référence aux figures 1 à 5 dans lesquelles : la est une vue d’ensemble schématique en vue de dessus d’un ensemble de moulage par injection mettant en œuvre un moule selon l’invention ; la représente selon une vue en perspective de côté et en éclaté, un exemple de réalisation, d’une pige et d’une matrice mise en œuvre dans un moule selon l’invention ; montre selon une vue de face partielle, en coupe partielle, un exemple de réalisation d’une partie du moule objet de l’invention ; la illustre un exemple de réalisation d’un refroidissement par circulation d’un fluide caloporteur dans l’insert dans des conduits pourvus de baffles selon une coupe A-A partielle définie ; et la représente selon des vues en perspective des exemples de réalisation du baffle représenté . Moule, adapté au moulage d’une pièce de petite dimension, et comprenant une carcasse (310), apte à être montée sur le plateau (101, 102) d’une presse, ladite carcasse comprenant un logement apte à recevoir un insert (350); l’insert (350) est configuré pour s’intégrer dans la carcasse (310), et comprend un logement pour une matrice comprenant une surface moulante (121, 122) de la pièce à mouler ; un dispositif pour le chauffage de la matrice, lequel dispositif comprend une pige (131, 132) constituée d’un matériau sensible au chauffage par induction, ladite pige étant montée dans l’insert (350) et dont une extrémité est en contact avec la matrice, la surface moulante (121, 122) étant sensiblement centrée par rapport à la pige ; une spire (141, 142) constituée d’un matériau conducteur et entourant la pige, ladite spire étant connectée à un générateur ( 151, 152) de courant alternatif à haute fréquence de sorte que lorsqu’elle est alimentée électriquement, elle génère un courant induit dans la pige (131, 132), qui chauffe ladite pige par induction, la pige transmettant la chaleur à la matrice, et dans lequel le diamètre extérieur (235) de la pige est supérieur ou égal au diamètre extérieur du périmètre (225) délimitant l’encombrement externe de la surface moulante (121, 122). Moule selon la revendication 1, dans lequel la carcasse (310) comprend au moins un circuit (171, 172) pour la circulation d’un fluide caloporteur pour le refroidissement de l’insert (350) et de la matrice. Moule selon la revendication 2, dans lequel la carcasse (310) et l’insert (350) comportent des circuits de refroidissement séparés. Moule selon la revendication 3, dans lequel le circuit de refroidissement de l’insert comprend un conduit (440) pour la circulation d’un fluide caloporteur. Moule selon la revendication 4, dans lequel le conduit (440) pour la circulation d’un fluide caloporteur dans l’insert comprend un baffle (445, 445 1 , 445 2 ). Moule selon la revendication 1, comprenant un thermocouple (161, 162), logé à l’intérieur de la pige (131, 132) et dont la soudure chaude se trouve à proximité de l’extrémité de ladite pige. Moule selon la revendication 1, dans lequel le diamètre extérieur du périmètre (225) délimitant l’encombrement externe de la surface moulante (121, 122) est inférieur à 5 mm, préférentiellement inférieur à 2 mm. Moule selon la revendication 7, dans lequel la spire (141, 142) est constituée de cuivre et comprend une partie annulaire (241) entourant la deuxième partie (232) de la pige et des branches (242) pour sa connexion à la source de courant alternatif à haute fréquence et dont les sections (245) des branches et de la partie annulaire sont inférieures ou égales à 10 mm 2 . Moule selon la revendication 1, dans lequel la matrice comprend une partie moulante (221) portant la surface moulante (121, 122) et constituée d’un acier sensible au chauffage par induction et une partie technique (225) constituée d’un matériau de diffusivité thermique élevée. Moule selon la revendication 9, dans lequel la surface moulante (121, 122) de la partie moulante de la matrice est constituée de nickel. Utilisation du moule selon la revendication 10, sur une presse d’injection plastique pour la réalisation en grande série de lentilles de caméra miniature. Utilisation du moule selon la revendication 11, dans lequel l’épaisseur de la lentille est comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm