FR 2536425 A1 19840525 FR 8315363 A 19830927 Procédé etdispositif pour former un objet tridimensionnel. La présente invention concerne de façon générale la prépa- ration d'objets de forme, par exemple des matrices ou des moules, qui ne sont ni plats ni plans et dont la forme est plus ou moins complexe L'invention concerne de façon par- ticulière un nouveau procédé amélioré pour former un objet tridimensionnel, par exemple une matrice ou un moule, par exemple pour des cuvettes ou desproduits analogues, en uti- lisant un processus d'électro-formage La présente invention concerne également un moule d'électro-formage utilisé dans un tel procédé, ainsi qu'un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé. I 1 est bien connu qu'on peut utiliser l'électro-formage pour préparer une matrice ou un moule, qui ne peut être aisément usiné par taillage ou par d'autres procédés méca- niques Dans-ce procédé, une couche de métal est électro- déposée sur un moule de forme à partir d'une solution con- tenant le métal en faisant passer un courant électrique entre le moule polarisé cathodiquement et une anode espacée du moule au travers de la solution, et la couche de métal ou électro-forme progressivement édifiée sur le moule en est ultérieurement enlevée pour former l'objet désiré. Toutefois, les approches classiques de l'électro-formage d'objets de forme sont pénibles, longues et coûteuses et laissent beaucoup à désirer. Parmi les autres problèmes principaux soulevés par ce pro- cédé, on doit noter que l'enlèvement d'une électro-forme de son moule récepteur est particulièrement difficile pour autant que, comme il est exigé, l'électro-forme se co forme intimement au moule La difficulté augmente lorsque la complexité de la forme ou sa profondeur augmente L'enlève- ment peut être effectué en dissolvant le moule Toutefois, cette mesure s'est révélée impraticable lorsque la forme est complexe, du fait qu'il est alors difficile de conserver intacte l'électro-forme Par ailleurs, le moule devient inutilisable Or, il est souvent souhaitable qu'un moule de forme puisse servir plusieurs fois ou être utilisé après modification appropriée Il est en fait essentiel de conser- ver intactsr: à la fois l'électro-forme et le moule de for- mage lors de la séparation l'un de l'autre ou lorsqu'on extrait pbysiquement l'une de l'autre Pour faciliter la séparation, il est connu de conférer un fini spéculaire à la surface d'un moule avant le processus d'électro-formage et de peindre la surface du moule finie avec un certain produgt chbimique tel qu'un iodure ou un sulfure qui est connu comme agent de lubrification Non seulement ces mesures sont pénibles et prennent du temps, mais souvent elles ne donnent pas satisfaction ou elles sont insuffisantes poux réduire notablement la force de traction nécessaire pour enlever'-l'électro-forme du moule En outre, un soin et une habileté extrêmes sont exigés, non seulement lors des stades de ftnition et de peinture afin de maintenir l'intégrité de la surface du moule, mais également lors du stade d'extraction afin de ne pas endommager l'électro- forme ou le moule, notamment encore lorsque la forme est complexe ou lorsqu'elle est profonde et que des surfaces importantes s'étendent pratiquement parallèlement à la direction selon laquelle la force de traction est appliquée pour effectuer l'enlèvement Le plus léger mauvais traitement peut déformer l'électro-forme ou y causer des défauts On doit également mentionner que la peinture est même préju- diciable au processus d'électro-formage ultérieur, qu'elle augmente considérablement les coûts et qu'elle entraîne une perte notable de rendement de l'électro-formage. Un autre inconvénient inhérent à la technique classique de préparation d'un objet de forme à partir d'un moule d'électro-formage réside en la lenteur, la complexité et le mauvais rendement du processus d'électro-formage lui- même Lorsqu'on doit électro-former une couche de métal sur un moule qui est plus ou moins complexe, des formations de dendrites ou des formations cristallines analogues-ten- dent à s'édifier sur certaines zones localisées sur cette couche Afin de réduire ces formations, on avait pensé qu'il était préférable de conduire le processus d'électro- formage avec une densité de courant minimale de sorte que la formation de la couche métallique électro-formée à l'épais seur requise de 0,5 à 5 mm pouvait prendre plusieurs jours Toutefois, on ne peut complètement éliminer ces for- mations cristallines' indésirables, même dans le processus à faible densité de courant En conséquence, il a été nécessaire et c'est la pratique courante d'interrompre de temps à autre le processus d'électroformage de façon à pouvoir enlever la couche métallique, sur le moule ou hors du moule, de la -nimachine d'électro-formage, et la transférer à un atelier de taillage pour enlever par usinage ces formations Après chacun de tels stades de correction, il est nécessaire que la couche métallique soit complètement dégraissée, nettoyée par lavage et ensuite ramenée à la machine d'électro-formage Du fait que le moment o il est nécessaire de procéder à un tel enlèvement est généralement difficile à prévoir, le processus d'électro-formage doit être constamment contr Olé ou sinon être interrompu la nuit. En outre, la fréquence de ces interruptions doit être augmentée lorsqu'on augmente la densité du courant d'électro- formage, qui non seulement accélère la vitesse de formage, mais également la vitesse d'édification des dendri- tes et de ce fait la fréquence des usinages de correction. Il apparaît ainsi que non seulement le procédé classique d'électroformage consomme du travail, du temps et de l'énergie, mais le gaspillage de produits chimiques et d'autres ressources utiles est considérable Les stades de préparation des moules d'électro-formage-et leur trans- port soulèvent également de sérieux problèmes Selon la pratique actuelle, un moule d'électro-formage est produit par une usine séparée ou à un endroit éloigné de l'atelier d'électro-formage de sorte que le transport nécessite à nouveau du temps et du travail considérables et entraîne des coûts élevés En outre, un moule d'électro-formage donné est rarement produit à plusieurs exemplaires et on peut avoir besoin de temps à autre de plusieurs moules de spécification s-milaire. En conséquence, la présente invention vise en général à procurer un procédé et un dispositif ou système de for- mage améliorés utilisant un processus d'électro-formage, grâce auxquels un objet de forme peut être préparé de façon plus efficace et plus économique que par les techni- ques> classiques De façon spécifique, l'invention vise à procurer un procédé de formage tel que décrit ci-dessus, dans lequel une électroforme de forme produite sur un moule deformage peut en être enlevée aisément avec beaucoup moins d'habileté, de travail et de dépenses que ce qui était nécessaire jusqu'ici, ce qui accroit le rendement et l'économie du processus de formage tout entier De façon spécifique, l'invention vise également à améliorer le processus d'électro-formage et le processus de prépara- tion des moules d'électro-formage en ce qui concerne à la fois le rendement et l'économie. Sous, un premier aspect, l'invention procure un procédé pour préeparer un objet de forme, dans lequel une couche de métal est électro-formée sur un moule de forme et en est enlevée pour constituer l'objet formé, ce procédé comportant les stades suivants: a) former le moule de forme ayant un con- tour complémentaire decelui de l'objet désiré; b) conférer un fini spéculaire à la surface façonnée du moule de forme; b) anodiser ensuite la surface de façon à former sur elle un film d'oxyde au moins sur une zone surfacique importante de cette surface pour faciliter l'enlèvement de l'objet désiré du moule; et d) électro-former ultérieurement ladite couche de métal sur le moule pour former l'objet désiré. De préférence, la valeur d'un courant électrique d'anodi- sation amené sur ladite zone sutfacique et la durée de sa fourniture sont choisies pour que leur produit ou la quantité d'électricité fournie par surface unitaire ait- pratiquement une valeur prédéterminée qui doit, de préfé- rence, être comprise entre 0,08 et 0,24 coulomb/cm 2. On a parfois trouvé souhaitabhle qu'un mince film de métal soiet électr Qo-déposé sur la surface façonnée du moule de forme auquel on a conféré un fini sépculaire au stade b), et que ce flm scot au moins partiellement anodisé au stade c) Le moule de forme peut être en graphite (de haute densité), en alumn um, en laiton, en alliage à base de magnésium, en alliage à base de z Inc ou en une substance électrmquement conductrice analogue, que l'on peut aisément usiner mécaniquement. De préférence, le xqoule est formé au stade a) en dégrossis- sant une ébauche de moule par un processus mécanique, par exemple fraisage, alésage et/ou meulage, et en finissant le moule dégrossi par un ou plusieurs processus d'usinage électrique (par électro-érosion). De préférence, au stade d), le moule d'électro-formage façon- né est supporté par une broche et est, disposé dans une pre- mière région dans une solution d'électro-formage contenue dans une cuve de travail ayant une deuxième région contenant une source du métal d'électro-formage et une électrode anodique disposéesa l'intérieur, la cuve étant divisée en la première et la deuxième région par une cloison comportant une multiplicité d'ouvertures faisant communiquer la première région avec la deuxième région Dans cette réalisation, le moule d'électroformage est, de préférence, animé d'un mou- vement alternatif, d'un mouvement d'oscillation et/ou d'un mouvement de rotation pour agiter la solution d'électro- formage au moins au voisinage de sa surface profilée De préférence, la solution d'électro-formage contient en sus- pension des particules abrasives. Sous un deuxième aspect, l'invention procure un dispositif perfectionné utilisé dans un procédé de préparation d'un objet de forme en formant un moule d'électro-formage de contour complémentairede celui de l'objet désiré, en électro- formant une couche de métal sur le contour de forme du moule et en enlevant la couche métallique électro-formée du moule pour constituer l'objet de forme, ce dispositif étant consti- tué par la combinaison comportant: une machine d'électro- formage pour former la couché métallique sur le-moule d'électro-formage, et des moyens pour anodiser le contour de forme après qu'on lui a conféré un fini spéculaire pour former un film d'oxyde au moins sur une zone surfacique importante pour facil Iter l'enlèvement de la couche métalli- que électro formée du moule De préférence, cette combinai- son comporte également des moyens pour conférer un fini spéculaire au contour de forme du moule d'électro-formage. De préférence, les moyens d'anodisation comportent une source de courant pour fournir un courant électrique d'ano- disation au moule d'électro-formage, et des moyens de réglage associés à la source de courant pour pré-régler la valeur du courant d'anodisation et la durée de fourniture de ce courant de fagoqn que leur produit ou la quantité d'électricité fournie par surface unitaire ait pratiquement une valeur prédéterminée, de préférence comprise entre 0,08 et 0,24 coulomb/cm 2. De préférence, la machine d'électro-formage comporte une cuve de travail pour contenir une solution d'éliectro-formage, la cuve ayant une première région et une deuxième région séparées par une cloison comportant une multiplicité d'ou- vertures pour faire communiquer la première région avec la deuxième région,et une électrode anodique et une source de métal d'électro-fbrmage dans la deuxième région, des moyens de support pour le moule d'électroformage, ces moyens de support étant mobiles pour introduire'le moule d'électro-formage dans la première région de la cuve, et des moyens pour impartir un mouvement d'oscillation, de va-et-vient et/ou de rotation au moule d'électro-formage afin d'agiter la solution d'électro-formage au moins au voisinage du moule. De préférence, la combinaison comporte également un ensemble porte-pièce pour supporter une ébauche du moule d'électro-formage, un ensemble porteoutils, une unité de commande numérique, un poste de stockage d'outils pour stocker une multipiicité d'outils de formage comportant des outils mécaniques et des outils d'usinage électrique dans un magasin à ce poste, un changeur d'outils automatique fonctionnant sous les ordres de la commande numérique pour sélectionner un outil mécanique dans le magasin, le trans- férer et le fixer sur 1 ' ensemble:porte-outils pour dégrossir le moule d'électro-formage dans l'ébauche sur l'ensem- ble porte-pièce et ensuite pour ramener l'outil mécanique au magasin et au poste de stochage d'outils, et ensuite pour choisir un outil d'usinage électrique dans le magasin d'outils, le transférer et le fixer sur 1 ' ensemble porte- outils pour finir l'ébauche dégrossie et obtenir le moule d'électro-formage à la précision voulue, des moyens d'en- trainement fonctinnant sous les ordres de la commande numérique pour introduire l le' moule d'électro-formage fini sur 1 ' ensemble porte-pièce dans la solution d'électro- formage dans la cuve dans ladite machine d'électro-formage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe latérale montrant schéma- tiquement une électro-forme formée sur un moule d'électro- formage pour en être enlevée; la figure 2 est un graphique illustrant une réalisation préférée de la présentei invention; la figure 3 est un dispositif d'électro-formage dans lequel sont incorporés les principes de la présente invention; la figure 4 est une vue en plan montrant schématiquement un système unitaire commandé par commande numérique pour pro- duire un objet de forme à partir d'une ébauche pour un moule d'électroformage désiré; et 2 Q la figure 5 est une vue scçhmatique en élévation de devant d'une certaine structure dans le système de la figure 4. On se'reporte maintenant à la figure 1; un moule d'électro- formage 1 peut être en nickel et peut avoir la forme d'un - tronc de cône, comme il est représenté, ayant une extrémité avec un diamètre D 1 de 2 cm, l'autre extrémi avec un diamètre D 2 de 2,4 cm et une hauteur H de 2 cm Le moule 1 est fini avec un fini spéculaire et est traité pour pré- Q senter une surface d'électro-formage efficace S de 13 cm 2 au total, surface sur laquelle on peut électro-former une couche de métal 2 De façon caractéristique, l'électro- forme 2 a une épaisseur de 0,5 à 5 mm et le métal est du nickel électrodéposé sur la surface S à partir d'une solution qui peut contenir par litre 600 grammes de pyrophos- phate de nickel, et une petite quantité de chlorure de nickel et d'acide borique On doit ensuite enlever l'électro-forme 2 du moule 1 Pour effectuer cet enlèvement, l'électro- forme 2 est tenue extérieurement par un support ou des moyens de préhension appropriés et une broche fixée au moule 1 (par exemple par soudage) est tirée. Selon une caractéristique de l'invention, la surface à fini spéculaire du moule 1 est, avant électro-formage, anodisée pour former sur elle un film d'oxyde facilitant l'enlève- ment de l'électro-forme 2 du moule 1 Dans ce but, on peut faire passer, pendant une courte période de 0,5 seconde, un courant électrique de-5 ampères entre l'électro-forme 2 et une électrode cathodique disposée dans une solution d'acide chromique On a constaté qu'un tel traitement per- mettait d'enlever aisément l'électro-forme 2 du moule 1 avec une force de traction de 275 N S'il n'y a pas ce traitement d'anodisation ou selon la pratique classique, une force de traction pouvant atteindre 2000 N est néces- saire pour enlever l'électro-forme 2 du moule 1 et exige une habileté considérable. On prépare des moules d'électro-formage à fini spéculaire 1 de la même forme et des mêmes dimensions que celles représentées et décrites, en les anodisant, et en utilisant diverses valeurs de courant électrique et diverses durées de passage de ce-courant On utilise ensuite chacun de ces moules pour effectuer l'électro-formage décrit La figure 2 montre un graphique sur lequel la force de traction exigée pour enlever l'électroforme obtenue 2 du moule 1 dans chaque cas est portée en N selon les ordonnées On porte en abscisses le produit de l'intensité électrique (ampère) par sa durée (seconde), c'est-à-dire la quantité d'élec- tricité entermes de coulombs, appliquée dans le processus d'anodisation, ainsi que ce produit divisé par la surface de 13 cm 2, c'est-à-dire la quantité d'électricité en termes de coulomb/cm 2 On peut voir que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la quantité d'électricité par surface unitaire est comprise entre 0,08 et 0,24 coulomb/cm 2 On voit également ique l'anodisation, qui n'exige une fourniture de courant que pendant une courte période et de ce fait est très simple à mettre en oeuvre, facilite notablement l'en- lèvement de l'électro-forme On a constaté que, lorsqu'on augmente la quantité d'électricité par surface unitaire au- dessus d'une plage optimale, le moule d'électro-formage devient progressivement rugueux, c'est-à-dire qu'il nécessite & nouveau une force progressivement plus grande pour l'en- lèvement. On doit noter que l'anodisation qui, comme on le voit,faci- lite notablement et de façon surprenante l'enlèvement du moule, ne nécessite aucune habileté particulière et, de ce fait, est simple et économique à mettre en oeuvre pour autant que ce processus peut être effectué dans le même dispositif d'électro-formage, en ne nécessitant qu'une légère modification de la source de courant. La figure 3 montre un dispositif qui peut être utilisé pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention Dans le dis- poôitif, on voit un moule d'électro-formage 1, qui peut être en acier inoxydable ou en nickel, sur lequel est électro- formée une couche de métal 2 (par exemple du nickel), ce moule étant fixé (par exemple par soudage) à une broche 3 et étant supporté par celle-ci dans une cuve d'électro- formage 4 qui peut être montée sur un socle 5 Un conducteur électrique 6 est fixé sur la broche 3, laquelle est conduc- trice de l'électricité,et ce conducteur est raccordé par un interrupteur 7 à une borne de sortie 8 a d'une source de courant 8 L'autre borne de sortie 8 b de la source de courant 8 est raccordée, d'une part par un conducteur électrique 9 à une première électrode 10 fixée sur la paroi intérieure de la cuve 4 et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance 11 et d'un conducteur électrique 12,à une deuxième électrode 13 Le moule i et la deuxième électrode 13 sont disposés dans une chambre de traitement 14 qui est délimitée par un cylindre poreux ou parun cylindre 15 dont la paroi est traversée par une multiplicité de trous tra- versants 16 uniformément répartis sur cette paroi Le cylindre 15 est coaxial à la cuve 4 autour de l'axe-de la broche 3 et sert de cloison pour séparer la chambre de traitement 14 de la région annulaire 17 entourant le cylin- dre 15 à l'intérieur de la cuve 4. La broche 3 supportant le moule d'électro-formage 2 et s'étendant verticalement est logée à coulissement dans un carter 18 constituant la tête de machine, laquelle est portée par un brasa horizontal 19 Le bras 19 est monté sur un piston plongeur vertical 20 qui est logé à coulissement dans un cylindre 21 monté vertical sur le socle 5 de la machine Le cylindre 21 présente deux orifices de fluide 21 a et 21 b à travers lesquels un fluide de pression est introduit et évacué sur les ordres d'une commande d'entraî- nement 22 pour effectuer des déplacements verticaux du plon- geur 20 et, de ce fait,de la tête de machine 18 Le plon- geur 20 est entraîné pour, d'une part, positionner verti- calement le moule 1 et pour, d'autre part, animer celui-ci d'un mouvement alternatif vertical. La broche 3 supportant le moule 2 est également raccordée à l'arbre de sortie d'un moteur 23 et peut -être entraînée en rotation par ce dernier pour faire tourner le moule 2 autour de son axe Un noyau magnétique annulaire 24 est également fixé sur cette broche 3 et est associé à un enrou- lement électromagnétique 25 L'enroulement est excité par une source de courant 26 pour faire osciller verticalement avec une petite amplitude le moule d'électro-formage 1. Dans ce but, la broche 3 est élastiquement supportée par des: ressorts 27 et-28 à l'intérieur du carter 18, Des moyens d'arrivée de fluide 29 sont représentés disposés au-dessus de la chambre de traitement 14 et peuvent compor- ter une multiplicité de buses communiquant respectivement avec une même multiplicité de sources de fluide (non repré- sentées) Le fluide dans la chambre 14 est évacué par une sortie 30 On voit également des particules abrasives 31 en suspension dans un liquide 32 contenu dans la chambre de traitement 14, ces particules abrasives y étant amenées par une arrivée 33 Un tamis 34, disposé à la sortie de fluide 30, sert à retenir les particules abrasives 31 à l'intérieur de la chambre de traitement 14. On voit dans la région annulaire 17, entre le cylindre perforé 15 et la cuve 14, une masse de corps discrets 35 d'un métal d'électro-formage (par exemple du nickel) qui est introduite par une arrivée 36 et qui est dissoute dans une solution d'électro-formage 37 à laquelle la source de courant 8 fournit un courant d'électro-formage. Le dispositif représenté et décrit est conçu pour mettre en oeuvre tout le processus de production d'objets de forme 2 sur un moule d'électroformage de forme correspondante 1, à savoir pour effectuer les stades préliminaires de traite- ment du moule 1 pour faciliter l'enlèvement de l'électro- forme 2 du moule 1 au stade final; et le stade ultérieur d'électrofoxnage, Dans ce but, la source de courant 8 est adaptée pour être commutée pour rendre positive la borne 8 a dans les stades préliminaires et la rendre négative dans le stade d'électro-formage. Dans le stade d'électro-formage, la solution d'électro- formage 37 est introduite par les moyens d'arrivée 29 dans le cylindre 15 pour remplir la chambre 14, la solution 3 a introduite pouvant passer à travers les ouvertures 16 pour remplir aussi la région annulaire 17 Par ailleurs, les corps discrets 35 de métal d'électro-formage sont amenés dans la région annulaire 17 par l'arrivée 36, tandis que les particules abrasives 31, par exemple degrains fins d'alumine, sont introduites dans la chambre 14 par l'arrivée 33 pour former une suspension dans la solution d'électro- formage 32 à l'intérieur de la chambre 14 Ensuite, l'inter- rupteur 7 est fermé et la source de courant 8 est commutée pour rendre négatif le moule d'électro-formage 1 et posi- tives les électrodes 10 et 13 Le métal des corps discrets peut ainsi se dissoudre électrolytiquement dans la solu- tion 37 et peut ensuite migrer à travers les ouvertures 16 dans la chambre 14 pour y former la solution d'électro- formage 32 Ainsi, le métal dans la solution est électro- déposé sur le moule 1 sous l'action des potentiels électri- ques entre les électrodes 10 et 13 et le moule cathodique 1 pour édifier progressivement sur le moule une couche 2 de métal Le processus continuant, des formations dendritiques ou autres formations cristallines irrégulières indésirables tendent à s'édifier sur la couche métallique 2 électro- formée sur le moule comme il a été décrit précédemment Cette tendance est éliminée ou minimisée selon une caractéristi- que de la présente invention en impartissant au moule d'électro-formage des mouvements de rotation, d'oscillation etkou de va-et-vient, Afnsi, le moteur 23 peut être entraîné pour faire tourner le moule d'électroformage 1 à une vitesse de 200 à 2 000 tours/minute, notamment autour de 1 000 tours/minute, bien que la vitesse optimale dépende de la dimension particulière du moule 1 On a constaté que la vitesse minimale de 200 tours/linute était nécessaire pour empêcher des formations cristallines irrégulières, tandis qu'une vitesse supérieure a 2 000 tours/minute n'est pas nécessaire. La source de courant 26 peut être mise en circuit pour faire oaciller le moule d'électro-formage à une fréquence de 2 à Hz, de préférence 3 à 5 Hz, avec une amplitude de 2 à mm, de préférence autour de 5 mm. Le cylindre hydraulique 21 peut être actionné pour animer d'un mouvement alternatif vertical le moule d'électro- formage 1 à une fréquence de va-et-vient comprise entre 0,1 et 5 cycles/seconde, de préférence comprise entre 0,5 et 3 cycles/seconde, avec une course de va-et-vient appro- ximativement égale ou supérieure à la dimension verticale efficace du moule d'électro-formage 1. Compte tenu de ce qui précede, on a constaté qu'on pouvait augmenter le couraft d'électro-formage avec-une densité de courant atteignant 15 à 40 A/dm 2, c'est-à-dire cinq à dix fois celle utilisée de façon classique, et même dans crtains cas, 80 à 100 A/dm 2 sans risque de croissance cris- talline irrégulière Ainsi, l'électro-formage peut progresser à une vitesse extrêmement élevée, par exemple 0,5 mm/heure (à 40 A/dm 2) ou 1 mm/heure (à 80 A/dm 2) pratiquement sans les formations cristallines indésirables Il en résulte qu'on peut pratiquement éviter d'interrompre une opération d'électro-formage pour effectuer les usinages de rectifi- cation de surface. De préférence, les particules abrasives 31, par exemple des grains d'alumine ou de silice d'une granulométrie de 60 10 Q O mailles (meshes) (comme utilisé dans le glaçage fluide) ou des grenailles de tonneaux de polissage classique de 0,1 à 10 mm de dimensions, sont introduites par l'entrée 33 de la chambre d'électro-formage 14 lorsqu'une mince couche de dépôt électrolytique métallique d'une épaisseur de 0,2 à 0,3 mm s'est formée sur le moule 1 On augmente alors le courantd'électro-formage en provenance de la source de courant 8 pour élever la densité de courant ou on la maintient à la valeur élevée précitée,tout en commenqant ou continuant les mouvements de rotation, 3 Q d'oscillation et/ou de va-et-vient du moule d'électro- formage 1 Dans ces conditions, non seulement ces particules 31 agissent pour enlever par abrasion dynamique les forma- tions dendritiques et autres formations cristallines irré- gulières, mais en même temps elles exercent des actions d'impact dynamique constantes sur le métal électro-déposé, contribuant ainsi à augmenter de façon notable la densi- fication de l'électro-forme 2. Le cylindre 15 de la chambre d'électro-formage 14 peut être modifié de telle sorte que les ouvertures 16 aient des dimensions plus grandes à la fois verticalement et horizonta- lement, mais plus petites que les dimensions correspondantes du moule 1 Le cylindre 15 doit alors être réalisé de façon que ses ouvertures soient adjacentes au moule 1 de telle sorte que la chambre: 14 communique avec la région annulaire 17 seulement à travers les ouvertures qui sont, de préfé- rence, disposées au même niveau vertical Dans cette varian- te, le courant d'électro-formage entre le moule 1 et l'anode 10 est localisé dans ces ouvertures pour localiser ledépôt électrolytique sur les surfaces qui y sont adjacen- tes avec une densité de courant accrue, établissant ce qui est appelé un mode de "dépôt de zone" La rotation et le va-et-vient axiaux du moule 1 décritsci-dessus servent à étendre effectivement le "dépôt de zone" sur toute la surface du moule 1. Les stades préliminaires au stade d'électro-formage 2 Q décrit consistent à conférer un fini spéculaire et à anodiser le moule d'électro-formage 1 De façon avantageuse, ces stades sont effectués avec le Sême appareil de base décrit. Dans le stade de finition, le moule d'électro-formage façon- né 1 porté par la broche 3 est introduit dans la chambre de traitement 14 qui contient un fluide approprié amené par les moyens de buses 29 Lesparticules abrasives 31 peuvent être introduites par l'arrivée 33 pour former une suspension dans le fluide 32 à l'intérieur de la chambre 14. Le cylindre 21 est actionné, le moteur 23 est entraîné et/ou l'enroulement 25 est excité pour animer d'un mouvement alternatif, faire tourner et/ou osciller le moule d'électro- formage 1 comme décrit précédemment Des particules abrasives 31 sont ainsi dynamiquement agitées avec le fluide 32 pour polir mécaniquement le moule 1 dans la chambre de traite- ment 14 De préférence, le moule d'électro-formage 1 reçoit un fini spéculaire et est avivé en utilisant un processus électrochimique à la place ou en plus de l'abrasion mécani- que Dans ce but, 1 l fluide 32 doit être un électrolyte liquide approprié, par exemple une solution alcaline conte- nant du sulfamate de sodium du chlorure de sodium, du glycérol et de l'eau et cette solution est particulièrement avantageuse lorsque le moule 1 est en acier La source de courant 8 est commutée pour rendre le moule 1 positif et l'électrode 13 négative de façon à dissoudre électrolytiquementles minuscules saillies sur la surface du moule dans la solution afin d'adoucir et en même temps d'aviver la surface Le moule 1 est alors retiré de la chambre 14 en actionnant le cylindre 21 et la solution de polissage 32 dans la chambre 14 est évacuée par la sortie 30. La surface à fini spéculaire du moule 1 est alors soumise au stade d'anodisation pour former sur elle un film d'oxyde conçu pour faciliter l'enlèvement de l'électro-forme du moule Dans ce but, tandis que le film d'oxyde est formé simplement en exposant le moule retiré 1 à l'air pendant un temps suffisant, le procédé d'anodisation est déclenché, et pour obtenir le meilleur résultat, doit être effectué de la manière précédemment décrite et, ici encore, dans la chambre de traitement 14 Ainsi, une solution électrolytique d'anodisation appropriée est introduite dans la chambre 14 par les moyens de buses 29 et peut être une solution d'acide chromique En variante, la solution peut être une solution d'acide nitrique La source de courant 8 continue à rendre le moule 1 positif et l'électrode 13 négative et ses caractéristiques de sortie de courant sont réglées de façon à former anodiquement un film d'oxyde sur la surface à fini spéculaire du moule 1 De préférence,une unité de réglage est associée à la source de courant d'ano- disation pour pré-régler la valeur du courant électrique et la durée de son passage de façon que leur produit ou la quantité d'électricité fournie par surface unitaire de la surface d'électro-formage efficace du moule 1 ait une valeur prédéterminée de préférence comprise entre 0,08 et 0,24 coulomb/cm 2, de préférence autour de 0,18 coulomb/cm 2. * Lorsque la quantité pré-réglée d'électricité est fournie, la source de courant est mise hors circuit pour couper le courant d'anodisation. Dans certains cas, on a trouvé souhaitable de déposer électrolytiquement une mince couche de métal sur le moule à fini spéculaire 1 et de l'anodiser pour former un film d'oxyde sur cette couche Un tel métal, qui peut par exemple être du nickel, du cuivre ou de l'argent, est choisi en fonction du métal particulier à électro-former finalement. Dans ce cas, le moule 1 peut être en une substance conduc- trice de l'électricité et aisément mécaniquement usinable, telle que du graphite, de l'aluminium, du laiton ou du magnésium. Les figures 4 et 5 montrent un système unitaire 100 adapté pouraccomplir une multiplicité de différentes fonctions de traitement sous les ordres d'une commande numérique pour 2 û produire un objet tridimensionnel électro-formé, tel qu'une matrice ou un moule, à partir d'une ébauche de moule d'électro-formage Outre les opérations de finition spéculaire, d'électro-déposition préliminaire et d'anodisation comme décrit précédemment, ces fonctions comportent différentes fonctions d'usinage pour dégrossir et finir un moule d'électro-formage 1 (figures 1 et 3) avec différents types d'outils ou de groupes d'outils T Le dégrossissage peut être effectué par fraisage, alésage et/ou meulage La fini- tion peut être effectuée par une ou plusieurs formes d'usi- nage électrique (par électro-érosion), par exemple usinage par décharges électriques, usinage électrochimique, usinage élêctrochimique et par décharges, On peut également utiliser la rectification électrochimique. Le système 100 est construit sur une base commune 101 qui porte toutes les unités organisées pour fonctionner sous les ordres d'une commande numérique 102 Ces unités comportent un poste de stockage d'outils 103, un changeur automatique d'outils 104, un ensemble porte-outil de for- mage 105, un ensemble porte-pièce 106, une source de cou- rant électrique 107, une multiplicité de groupes d'alimen- tation en fluide 108 à 1 tl, et des cuves de travail 112 et 113 Les cuves 112 et 113 sont disposées pour se dépla- cer sur deux rails de guidage 114 traversant un espace prévu entre l'ensemble porte-outi 105 et l'ensemble porte- pièce 106 sur la base 101. L'ensemble porte-outs 105 représenté a la structure d'une machine classique de fraisage, alésage ou meulage et comporte un montant vertical 115 qui porte une broche horizontale 116 Un porte-outil 117 destiné au montage d'un outil ou d'un ensemble d'outils T est monté à rotation dans la broche 116, qui peut se déplacer le long de son axe et aussi en translation à la fois verticalement et horizon- tatemett par rapport au montant 115 La broche 116 et le porte-outil 117 sont entraînés par un groupe 2 a d'entratnement 118, d'une part pour faire tourner l'outil T autour de son axe et, d'autre part, pour le déplacer en translation dans les trois dimensions Le groupe d'entraînement 118 fonctionne sous les ordres de la commande numérique 102. L'ensemble porte-pièce 106 comporte un montant vertical 119 qui porte un bras horizontal 120 Le bras horizontal 120 peut être déplacé, d'une part selon son axe et, d'autre part, en translation dans un plan horizontalpar rapport au montant 3 Q 119 Le bras 120 porte à son extrémité une tête 121 qui porte à son tour une tige verticale 122 à l'extrémité de laquelle est fixée une pièce W au moyen d'un accouplement 123 La tige 122 peut être déplacée verticalement par rapport à la tête 121 Le bras horizontal 120 et la tige verticale 122 sont entraînés par un groupe d'entraînement 124, de façon à déplacer la pièce W dans les trois dimensions. Le groupe d'entraînement 124 fonctionne sous les ordres de la commande numérique 102 En outre, des entraînements d'oscillation et/bu de rotation 21, 23 sont également asso- ciés à la tête 121 pour fonctionner des manières décrites en liaison avec la figure 3 sous les ordres de la commande numérique 102 L'accouplement 123 est équipé d'un groupe d'entraînement 125 adaptée sous les ordres de la commande numérique 102, pour faire tourner la pièce W de 90 par rapport à la tige 122, En outre, l'accouplement a une borne d'entrée électrique pouvant être raccordée la source de courant 107. Le poste de stockage d'outils 103 contient une multiplicité d'outils et d'ensembles d'outils T contenus de manière amo- vible dans un magasin Ces outils et ensembles d'outils T comportent des outils de fraisage ou de perçage de types différents 126 a, 126 b, 126 c et des ensembles d'usinage élec- trique et de rectification électrochimique 127 et 128 Le ou chaque ensemble d'usinage électrique 127 comporte une électrode-outil d'usinage électrique, un support d'outil pour être raccordé a u porte-outil 117, une buse de balayage de fluide pour être raccordée à la source de fluide d'usinage électrique 108 et une borne d'entrée électrique pour être raccordée à la source de courant 107. L'ensemble de rectification électrochimique 128 comporte une meule abrasive conductrice de l'électricité, un élément de tenues une buse de balayage de fluide pour';être raccordée à une source de fluide de rectification électrochimique 109 et une borne d'entrée électrique pour être raccordée à la source de courantélectrique 107. Bien que non représenté, le changeur automatique d'outils 104 a une colonne rotative verticale pouvant tourner entre le poste de stockage d'outils 103 et l'ensemble porte-outils et équipé: de bras manipulateurs conçus pour saisir et relâcher un outil choisi parmi les outils ou ensembles d'outils T au poste de stockage d'outils 103 et pour le fixer sur le porte-outil 117 sur l'ensemble porte- outils 105 et l'en détacher Ces fonctions sont accomplies par un groupe d'entraînement 129 sous les ordres de la commande numérique 102. Les cuves 112 et 113 ont leurs unités d'entraînement 130 et 131 représentées sous la forme de vérins-hydrauliques. Chacune de ces unités d'entraînement est actionnée sous les ordres de la commande numérique 102 pour positionner la cuve correspondante en dessous de la tête 121 de l'en- semble porte-pièce 106 Dans le cas o un usinage par décharges électriques est effectué à l'intérieur de la cuve 121, cette cuve contient un diélectrique liquide et comporte une table composite 132 disposée à l'intérieur, le groupe d'outils d'usinage par décharges électriques 128 étant monté sur cette table, laquelle comporte une table 133 à déplacement selon les X et une table 134 à déplacement selon les Y qui sont assemblées en croix pour être déplacées respectivement par les vérins hydrauliques 135 et 136 Les vérins 135 et 136 sont conçus pour fonctionner sous les ordres de la commande numérique 102 afin de permettre à l'électrode-outil E d'usiner par décharges électriques la pièce W juxtaposée elle dans la cuve 112 La cuve 113 comporte deux réservoirs 113 a et 113 b séparés par une cloison 113 c Le réservoir 113 a est conçu pour effectuer une opération d'anodisation comme décrit précédemment et le réservoir 113 b est conçu pour effectuer l'électro- déposition et l'électro-formage des manières décrites précédemment La cuve 112, les réservoirs 113 a et 113 b sont équipés de raccords de fluide respectifs (entrée et sortie} 137, 138 et 139 qui communiquent respectivement avec des groupes d'alimentation en fluide 108, 110 et 111. Les groupes d'alimentation en fluide 108 à 111 ont leurs réservoirs respectifs équipés de dispositifs de pompage et de circulation de fluide 140 à 143, chacun d'entre eux fonctionnant ici encore sous les ordres de la commande numérique 102. L'alimentation en courant électrique constitue la source de courant pour tous les éléments actifs du système et contient également des groupes d'alimentation respectifs pour fournir les formes individuelles de courant d'usinage ou de traite- ment exigées dans l'usinage électrique, la rectification électrochimique, la finition spéculaire, l'électro-déposition, l'anodisation et l'électro-formage. La pièce W est initialement une ébauche à former en moule d'électroformage 1 (figures 1 et 3) Le formage est effectué en une multiplicité de stades pour usiner progressivement l'ébauche W en la rapprochant progressivement de la forme du moule désirée avec la précision voulue à des fins de rendement. Dans le premier stade, l'ébauche W est fraisée, meulée ou percée pour arriver à une forme ressemblant grossièrement à la forme recherchée d'un moule d'électro-formage 1 Le changeur automatique d'outils 104 est actionné par une séquence d'ordr E de la commande numérique 102 pour sélection- ner et saisir un outil approprié 126 dans le poste de stockage d'outils 103, et le transférer et le fixer sur le porte-outil 117 de l'ensemble porteroutils 105 Les groupes d'entraînement 118 et 124 sont alors actionnés pour commencer et continuer le processus de dégrossissage désiré. Après le stade initial, le changeur automatique d'outils 104 est actionné à nouveau par une séquence d'ordresde la 3 Q commande numérique 102 pour ramener l'outil de dégrossissage 126 au poste de stockage d'outils 103 Le vérin 130 est alors actionné pour amener la cuve 112 en dessous de la tête 121 Le changeur automàtique d'outils 104 peut sélec- tionner et saisir le groupe d'outils d'usinage par décharges électriques 128 et le transférer et le fixer sur la table composite 132 dans la cuve 112 Le dispositif de pompage est alors actionné pour amener le diélectrique liquide dans la cuve 112 directement et également à travers la buse fixée sur le groupe d'outils 128 Le circuit d'usinage par décharges électriques est alors fermé et l'entraînement 124 est actionné pour amener la pièce dans la cuve 112 pour établir les conditions d'usinage par décharges élec- triques Les vérins 135 et 136 sont actionnés pour permettre à l'usinage par décharges électriques de progresser pour finir l'ébauche dégrossie W, permettant ainsi d'obtenir le moule d'électro-formage formé 1. 1 Q En variante, pour l'opération d'usinage par décharges électriques, le changeur automatique d'outils 104 peut être actionné pour transférer et fixer l'outil d'usinage par décharges électriques 128 sur le porte-outil 117 sur l'ensemble porte-outils 105. Dans certains cas, il est souhaitable qu'une opération de rectification électrochimique remplace ou précède le stade initial ou soit intercalée entre les opérations de dégrossissage et de finition par usinage électrique Dans ce cas également, l'ensemble porte-outilsl O 5 peut être utilisé pour porter sur son porte-outil 117 le groupe d'outils de rectification électrochimique 127 transféré par le changeur automatique d'outils depuis le poste de stockage d'outils. La finition spéculaire pour obtenir le moule d'électro- formage final 1 peut être exécutée également par un procèdé de rectification électrochimique, en utilisant un outil de polissage abrasif 127 ' transféré du poste de stockage d'outils et fixé sur l'ensemble porte-outil 1105 par le changeur automatique d'outils 104. Dans ces processus de rectification électrochimique, le dispositif de pompage 141 est actionné pour fournir un fluide de rectification électrochimique depuis la source 109 sur l'outil 127, 127 ' et la pièce W. La finition spéculaire peut également être effectuée dans le réservoir 113 a de la cuve 113 comme il a été déjà décrit en liaison avec la figure 3 Dans ce but, les vérins 130 et 131 sont actionnés pour enlever la cuve 112 d'en dessous la tête 121 et amener la cuve 113 en dessousde cette tête, et le groupe d'entraînement 125 est actionné pour faire tourner le moule 1 (Wd de 90 ' de façon à l'orienter vers le bas en juxtaposition avec une électrode 13 (figure 3) disposée dans le réservoir 113 a. Le moule 1 est ensuie transféré dans le réservoir 113 b en actionnant le groupe d'entraînement 124 pour former un mince film de dépôt électrolytique de métal sur la surface à fini spéculaire du moule La source de courant correspon- dante dans la source d'alimentation en courant 107 est mise en circuit pour déclencher et continuer le processus de dépôt préliminaire Avant ce process'us, le dispositif de pompage 143 est actionné pour fournir une solution d'électro- déposition dans le réservoir 113 b. Pour le stade d'anodisation, le dispositif de pompage 142 est actionné pour fournir un électrolyte d'anodisation (par exemple de l'acide chromique) dans le réservoir 113 a et le groupe d'entraînement 124 est actionné pour déplacer le moule 1 dans ce réservoir La source de cou- rant d'anodisation dans la source d'alimentation en courant 107 est mise en circuit pour former un film d'oxyde sur la surface à fini spéculaire ou ayant reçu un dépôt électro- lytique du moule 1. Finalement, le moule 1 est ramené dans le réservoir 113 b et l'opération d'électro-formage, décrite précédemment en liaison avec la figure 3, peut commencer. Revendications. 1 Procédé pour préparer un objet de forme, dans lequel une couche de métal est électro-formée sur un moule de forme et en est enlévée pour constituer l'objet de forme, caractérisé en ce que: a) on forme le moule de forme ayant un contour complémen- taire à celui de l'objet désiré; h) on confère un fini spéculaire à la surface profilée du moule de forme; c) on anodise ensuite la surface de façon à former sur elle un film d'oxyde au moins sur une zone surfacique importante pour faciliter l'enlèvement de cet objet désiré du moule; et d) on électro-forme ensuite la couche de métal sur le moule pour former l'objet désiré. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au stade c), la valeur du courant électrique d'anodisation fourni à cette zone surfacique importante et la durée de fourniture du courant sont choisies de telle sorte que leur produit ou la quantité d'électricité fournie par surface unitaire ait sensiblement-une valeur prédéterminée. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette valeur prédéterminée est comprise entre 0,08 et 3 Q 0,24 coulomb/cm 2. 4 Procédé selon la revendication 1, la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'Il comporte un stade supplémentaire, dans lequel on dépose électroly- tiquement un mince film de métal sur la surface profilée du moule à poli spéculaire obtenu au stade b), ce mince film de métalétant au moins partiellement anodisé au 2-5536425 stade c) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ce moule de forme est en une substance choisie dans le groupe contenant: le graphite, l'aluminium, le laiton, un alliage a base d'aluminium, un alliage à base de magné- sium et un alliage à base de zinc. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule est formé au stade a) en dégrossissant une ébauche de moule par un procédé mécanique et en usinant en finition le moule dégrossi par un procédé d'usinage électrique. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au stade d),le moule d'électro-formage est supporté par une broche et est disposé dans une première région dans une solution d'électro-formage contenue dans une cuve de tra- vail ayant une deuxième région dans laquelle sont disposées une source de métal d'électro-formage et une électrode ano- dique, cette cuve étant divisée en la première région et en la deuxième région par une cloison comportant une multi- plicité d'ouvertures faisant communiquer la première région avec la deuxième région, et en ce qu'on agite la solution d'électro-formage au moins au voisinage du moule d'électro- formageen ipartissant à la broche au moins un type de mouve- ment périodique. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ce mouvement périodique est imparti au moule d'électro- formage en animant d'un mouvement alternatif cette broche pratiquement selon la longueur de son axe à une fréquence d'alternancescomprise entre 0,1 et 5 cycles/seconde avec - une course pratiquement non inférieure à la dimension de la surface d'électro-formage du moule dans la direction de cet axe. 9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mouvement périodique est imparti au moule d'électro- formage en faisant osciller cette broche à une amplitude de 2 à 10 mm et une fréquence de 2 à 10 Hz. 10 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ce mouvement périodique est imparti au moule d'électro- formage en faisant tourner la broche autour de son axe à une vitesse de rotation de 200 à 2000 tours/minute. 11 Procédé selon l'une des revendications 8, 9 ou 10, caractérisé en ce-que la solution d'électro-formage contient en suspension des particules abrasives. 12 Dispositif utilisé dans un procédé de préparation d'un objet de forme en formant un moule d'électro-formage d'un contour complémentairede celui de l'objet de forme, en électro-formant une couche de métal sur le contour de forme du moule et en enlevant la couche métallique électro- formée du moule pour constituer l'objet de forme, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une machine d'électro- formage pour former la couche métallique sur le moule d'électro-formage et des moyens pour anodiser le contour de forme lors de la finition spéculaire pour former sur ce contour un film d'oxyde au moins sur une zone surfacique importante pour faciliter l'enlèvement de la couche métalli- que électro-formée du moule. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour conférer un fini spéculaire au contour de forme du moule. 14 Dispositif selon la revendication 12 k caractérisé en ce que les moyens d'a nodis-ation comportent une source de courant ( 107) pour fournir un courant électrique d'anodisa- tion au moule d'électro-formage (W), cette source de courant comportant des moyens de réglage pour pré-régler la valeur du courant électrique et la durée de fourniture de ce cou- rant de telle sorte que leur produit ait pratiquement une valeur prédéterminée. Dispositif selon l'une des revendications 12, 13 ou 14, caractérisé en ce que cette machine d'électro-formage comporte une cuve ( 4) pour contenir une solution d'électro- formage, la cuve ayaht une première région ( 14) et une deuxième région ( 17)'séparées par une cloison ( 15) comportant une multiplicité d'ouvertures ( 16) faisant communiquer la 1 première région avec la deuxième région, une électrode ano- dique ( 10) et une source de-métal d'électro-formage ( 35) se trouvant dans cette deuxième région, des moyens supports ( 3) pour le moule d'électro-formage ( 1), les moyens supports pouvant être déplacés pour introduire le moule d'électro- formage dans cette première région dans la cuve, et des moyens pour impartir un mouvement périodique au moule d'électro-formage pour agiter la solution d'électro-formage au moins à son voisinage, 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens mentionnés en dernier comportent des moyens pour animer d'un mouvement alternatif ce moule d'électro-formage avec une course pratiquement non infé- rieure à la dimension du moule d'électro-formage et à une fréquence d'alternancescomprise entre 0,1 et 5 cycles/ seconde, 12 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens mentionnés en dernier comportent des moyens pour faire osciller le moule d'électroformage avec une amplitude de 2 à 10 mm et une fréquence de 2 à 10 Hz. 18 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens mentionnés en dernier comportent des moyens pour faire tourner le moule d'électro-formage autour de son axe à une vitesse de rotation de 200 à 2000 tours/minute. 19 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble porte-pièce ( 106) pour supporter une ébauche du moule d' électro-formage, un ensemble porte- outils( 105), une unité de commande numérique 102), un poste de stockage d'outils ( 103) pour stocker une multiplicité d'outils comportant des outils mécaniques et des outils d'usinage électrique dans un magasinv un changeur-automatique d'outils ( 104) pouvant fonctionner sous les ordres de la commande numérique pour sélectionner un outil mécanique dans le magasin, le transférer et le fixer sur l'ensemble porte-outis pour dégrossir le moule d'électro-formage dans cette ébauche sur l'ensemble porte-pièce et ensuite pour ramener l'outil mécanique à son magasin au poste de stockage d'outils et pour choisir ensuite un outil d'usinage électri- que dans ce magasin à outils, le transférer et le fixer sur l'ensemble porte-outiis-pour finir l'ébauche dégrossie et obtenir le moule d'électroformage-à la précision voulu Q, et un groupe d'entraînement pouvant fonctionner sous les ordres de la commande numérique pour introduire le moule 2 Q d'électro-formage fi-ni dans' une solution d'électro-formage dans une cuve dans la machine d'électro-formage. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le groupe d'outils mécaniques comporte au moins un outil de fraisage et que le groupe d'outils d'usinage électrique comporte au moins une électrodeoutil d'usinage par décharges électriques. 3 Q