PUPUNAT, Guillaume (22 place André Sage, Moirans, F-38430, FR)
ROSIER, Hugues (7 chemin Christian Hallaf, Champ Sur Drac, F-38560, FR)
BONNET, Maxime (21 avenue de Karben, Saint Egreve, F-38120, FR)
CASIER, Ludovic (417 route de Virieu, Le Pin, F-38730, FR)
PUPUNAT, Guillaume (22 place André Sage, Moirans, F-38430, FR)
ROSIER, Hugues (7 chemin Christian Hallaf, Champ Sur Drac, F-38560, FR)
BONNET, Maxime (21 avenue de Karben, Saint Egreve, F-38120, FR)
| REVENDICATIONS 1 . Procédé de moulage d'au moins une pièce selon lequel on remplit au moins une cavité (7) d'un moule (2) avec un matériau de moulage thermoplastique, caractérisé en ce qu'avant le remplissage de ladite cavité (7), on forme par condensation, à la surface de ladite cavité (7), une pellicule d'eau destinée à séparer ledit matériau de moulage et ladite cavité (7) pour faciliter le démoulage de ladite pièce. 2. Procédé de moulage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on augmente l'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité (7) en vaporisant de l'eau pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité (7). 3. Procédé de moulage selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour augmenter ladite hygrométrie, on vaporise de l'eau au-dessus de ladite cavité (7). 4. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on refroidit la température de la surface de ladite cavité (7) pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité (7). 5. Procédé de moulage selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour refroidir ladite surface de cavité (7), on fait circuler dans ledit moule (2) un fluide caloporteur ayant une température inférieure à celle de ladite surface de cavité (7) et apte à évacuer les calories de ladite surface de cavité (7). 6. Procédé de moulage selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'on mesure au moins l'un des paramètres de température et d'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité (7) et que l'on régule ladite augmentation de l'air et/ou ledit refroidissement en fonction de ladite mesure. 7. Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise un moule (2) comportant une partie fixe (3) et une partie mobile (4) déplaçable entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle lesdites parties fixe (3) et mobile (4) sont en contact, et en ce que l'on provoque ladite condensation dans ladite position ouverte. 8. Dispositif (1 ) pour mouler au moins une pièce comportant un moule (2) pourvu d'au moins une cavité (7) apte à recevoir un matériau de moulage thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de condensation (8, 9, 10, 1 1 ) aptes à provoquer un phénomène de condensation, à la surface de ladite cavité (7), pour former une pellicule d'eau destinée à séparer ledit matériau de moulage et ladite cavité (7) pour faciliter le démoulage de ladite pièce. 9. Dispositif (1 ) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'humidification (10, 1 1 ) aptes à augmenter l'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité (7) en vaporisant de l'eau pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité (7). 10. Dispositif (1 ) selon au moins l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de refroidissement (8, 9) aptes à refroidir la température de la surface de ladite cavité (7) pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité (7). 1 1 . Dispositif (1 ) selon au moins l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure (12) aptes à effectuer la mesure de la température et de l'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité (7), en ce qu'il comporte de plus une unité de régulation apte à commander l'un au moins desdits moyens d'humidification (10, 1 1 ) et moyens de refroidissement (8, 9) en fonction de ladite mesure. |
UNE PIECE
Domaine technique
L'invention concerne de façon générale un procédé de moulage d'au moins une pièce selon lequel on remplit au moins une cavité d'un moule avec un matériau de moulage thermoplastique. L'invention concerne également un dispositif pour mouler au moins une pièce comportant un moule pourvu d'au moins une cavité apte à recevoir un matériau de moulage thermoplastique.
Technique antérieure
Les procédés de moulage sont largement connus et utilisés pour la fabrication de pièces moulées de tout type, par exemple en matériau thermoplastique. Lors de ces procédés, on utilise généralement un moule en deux parties, une partie fixe et une partie mobile, comportant une (ou plusieurs) cavité(s) apte(s) à recevoir un matériau de moulage thermoplastique. Les parties mobiles et fixes sont déplaçables entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle la cavité est dite fermée et dans laquelle on injecte dans la cavité une quantité prédéterminée de matériau de moulage préalablement fondu. Pour retarder la solidification du matériau de moulage et ainsi faciliter sa répartition dans la cavité, on peut chauffer tout ou partie de celle-ci au moyen d'un fluide chaud circulant dans des conduites prévues dans le moule. Après refroidissement et solidification du matériau de moulage, on démoule la pièce obtenue. Pour être éjectée du moule, la pièce peut être poussée au moyen d'éjecteurs se présentant sous la forme de tiges coulissantes traversant le moule et prenant appui sur la pièce à démouler pour la décoller du moule.
En fonction des matériaux de moulage utilisés, les opérations de moulages peuvent s'avérer plus ou moins difficiles à mettre en œuvre. En effet, il n'est pas rare qu'après le refroidissement du matériau de moulage, ce matériau de moulage présente une adhérence à la cavité telle que, lors du démoulage, une partie de ce matériau de moulage reste accroché à la cavité et se désolidarise du reste la pièce. Suite à un tel arrachage, la pièce obtenue présente un manque de matière préjudiciable. De plus, il est alors nécessaire de nettoyer le moule avant de pouvoir s'en resservir pour réaliser une autre pièce. Par ailleurs, la force à exercer par l'intermédiaire des éjecteurs pour éjecter la pièce, peut être telle que la pièce s'en trouve marquée par l'appui de ces éjecteurs, conduisant à des défauts d'aspect et parfois des défauts fonctionnels de la pièce obtenue, alors rendue inutilisable. C'est particulièrement le cas lorsque la pièce est réalisée en matériau plastique souple ou quand la durée du refroidissement est raccourcie, par exemple pour des améliorer le rendement de production. Pour éviter ce problème d'arrachage, on veille à ce que les surfaces de la cavité ne soient pas parallèles à la direction d'extraction de la pièce moulée et présentent un faible angle dit de « dépouille » facilitant l'extraction. Cet angle de dépouille est néanmoins parfois insuffisant pour supprimer les risques d'arrachage de matière. Aussi, afin de pallier à ces problèmes d'adhérence, des cavités réalisées en matériaux différents ont été testées. De même, des cavités dont le matériau avait préalablement subi différents traitements de surfaces ou polissage ont également été testées. Cependant, les résultats obtenus en fonction des matériaux thermoplastiques restent aléatoires et non satisfaisants. On a également tenté d'appliquer, sur la surface de la cavité, des huiles végétales et minérales. Après démoulage, des résidus d'huiles restent à la surface de la pièce démoulée. Ceci n'est pas toujours compatible avec l'utilisation finale du produit par exemple lorsque le produit est à destination alimentaire ou médicale. La pièce démoulée doit alors subir des opérations de nettoyage avant de pouvoir être utilisée. Ces opérations de nettoyage sont souvent complexes, parfois impossibles à mettre en œuvre et grèvent le coût de revient des pièces. Exposé de l'invention
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de moulage favorisant le démoulage des pièces moulées, permettant de fiabiliser la qualité des pièces obtenues, de garantir la reproductibilité des opérations de moulage et démoulage, de diminuer les temps de nettoyage des moules et d'améliorer les rendements de production. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de moulage d'au moins une pièce selon lequel on remplit au moins une cavité d'un moule avec un matériau de moulage thermoplastique, caractérisé en ce qu'avant le remplissage de ladite cavité, on forme par condensation, à la surface de ladite cavité, une pellicule d'eau destinée à séparer ledit matériau de moulage et ladite cavité pour faciliter le démoulage de ladite pièce.
Le procédé selon l'invention peut avantageusement présenter les particularités suivantes :
on augmente l'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité en vaporisant de l'eau pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité ;
pour augmenter ladite hygrométrie, on vaporise de l'eau au-dessus de ladite cavité ;
on refroidit la température de la surface de ladite cavité pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité ;
pour refroidir ladite surface de cavité, on fait circuler dans ledit moule un fluide caloporteur ayant une température inférieure à celle de ladite surface de cavité et apte à évacuer les calories de ladite surface de cavité ;
- on mesure au moins l'un des paramètres de température et d'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité et on régule ladite augmentation de l'air et/ou ledit refroidissement en fonction de ladite mesure ;
on utilise un moule comportant une partie fixe et une partie mobile déplaçable entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle lesdites parties fixe et mobile sont en contact, et on provoque ladite condensation dans ladite position ouverte. L'invention a également pour objet un dispositif pour mouler au moins une pièce comportant un moule pourvu d'au moins une cavité apte à recevoir un matériau de moulage thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de condensation aptes à provoquer un phénomène de condensation, à la surface de ladite cavité, pour former une pellicule d'eau destinée à séparer ledit matériau de moulage et ladite cavité pour faciliter le démoulage de ladite pièce.
Le dispositif selon l'invention peut avantageusement présenter les particularités suivantes :
le dispositif comporte des moyens d'humidification aptes à augmenter l'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité en vaporisant de l'eau pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité ;
- le dispositif comporte des moyens de refroidissement aptes à refroidir la température de la surface de ladite cavité pour atteindre le point de rosée à la surface de ladite cavité ;
le dispositif comporte des moyens de mesure aptes à effectuer la mesure de la température et de l'hygrométrie de l'air en contact avec ladite surface de ladite cavité, et de plus une unité de régulation apte à commander l'un au moins desdits moyens d'humidification et moyens de refroidissement en fonction de ladite mesure.
Description sommaire des dessins
La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront 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, dans lesquels :
les figures 1 et 2 sont respectivement des vues schématiques partielles du dispositif pour mouler au moins une pièce selon l'invention ;
la figure 3 est un organigramme illustrant les étapes du procédé de moulage selon l'invention. Description du mode de réalisation
En référence aux figures 1 et 2, le dispositif 1 pour mouler au moins une pièce selon l'invention comporte un moule 2 formé d'une partie fixe 3 et d'une partie mobile 4 déplaçables entre une position ouverte ou position d'attente (illustrée sur la figure 1 ), et une position fermée ou de travail (non représentée) dans laquelle les parties fixe 3 et mobile 4 sont en contact l'une de l'autre. Le déplacement de la partie mobile 4 par rapport à la partie fixe 3 est par exemple obtenu par translation tel qu'illustré par la double flèche F de la figure 1 . Dans l'exemple illustré, la partie fixe 3 comporte un support 5 et une empreinte 6, solidarisée au support 5 et pourvue d'une cavité 7 apte à recevoir un matériau de moulage (non représenté) ; la partie mobile 4 est plane. Le matériau de moulage est thermoplastique. On utilise par exemple un thermoplastique chauffé avant d'être injecté dans la cavité 7, à une température d'environ 130°C. Ce thermoplastique est par exemple une matière de type EVA (copolymère d'Ethylène Vinyl Acétate) sans ou avec un additif tel que par exemple de la progestérone, matière pour laquelle le procédé de moulage selon l'invention est particulièrement bien adapté. Dans la position fermée, la cavité 7 est dite "fermée" et peut recevoir, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs conduits (non représentés), le matériau de moulage fondu. Selon un autre mode de réalisation non représenté, la partie fixe et la partie mobile sont chacune pourvue d'une cavité.
Le moule 2 comporte des moyens de refroidissement 8, 9 se présentant par exemple sous la forme de canaux de circulation 8 (représentés en pointillés sur la figure 2), aptes à autoriser la circulation d'un fluide caloporteur refroidi. Ce fluide caloporteur est par exemple de l'eau, de l'huile ou tout autre fluide caloporteur adapté. Dans l'exemple illustré, les canaux de circulation 8 sont prévus sur la partie fixe 3 et destinés seulement à refroidir la surface de la cavité 7. D'autres canaux peuvent également être prévus sur la partie mobile 4 pour refroidir sa surface plane. Les canaux de circulation 8 sont prévus dans ou autour de l'empreinte 6 ou dans le support 5. Ils sont raccordés, par exemple par l'intermédiaire de flexibles, à une unité de refroidissement 9, apte à refroidir le fluide caloporteur et à le faire circuler dans les canaux de circulation 8 de sorte à obtenir une température de la surface de la cavité 7 située entre 0 et 6°C, et de préférence d'environ 4°C. Selon un autre mode de réalisation non représenté, les moyens de refroidissement comportent des moyens de soufflage d'air froid sur la surface de la cavité ou tous autres moyens adaptés. Le refroidissement du moule va à encontre des préjugés dans le domaine technique du moulage qui incitent au contraire à réchauffer le moule pour favoriser la répartition du matériau de moulage dans la cavité.
Le dispositif 1 pour mouler au moins une pièce comporte également des moyens d'humidification 10, 1 1 se présentant par exemple sous la forme d'une ou plusieurs buses de vaporisation 10 d'eau prévues au dessus de la cavité 7 et couplé à une unité d'humidification 1 1 apte à approvisionner les buses en eau sous pression. Ces buses peuvent également être de type brumisateur. Les buses de vaporisation 10 sont destinées à saturer en humidité l'air en contact avec la surface de la cavité 7, l'humidité relative étant alors d'au moins 40%. Le dispositif 1 peut également comporter tout autre type de moyens d'humidification adaptés. L'humidification de l'air va également à encontre des préjugés dans le domaine technique du moulage qui incitent au contraire à éviter toute présence d'humidité pour préserver le moule en évitant par exemple qu'il ne rouille et préserver les installations électriques nécessaire aux opérations de moulage.
Les moyens de refroidissement 8, 9 et les moyens d'humidification 10, 1 1 forment des moyens de condensation aptes à provoquer un phénomène de condensation d'eau, à la surface de la cavité 7. Cette condensation d'eau est obtenue lorsque, par le réglage de la température de l'air et de la surface de la cavité 7, le point de rosée est obtenu à la surface de la cavité 7. Le dispositif 1 selon l'invention permet ainsi de créer une pellicule d'eau à la surface de la cavité 7. Pour régler la température et l'humidité de l'air, on utilise une unité de régulation (non représentée), raccordée à une sonde 12 apte à mesurer la température et l'humidité de l'air en contact avec la cavité 7 et à commander l'unité de refroidissement 9 et l'unité d'humidification 1 1 . Le dispositif selon l'invention peut également comporter deux sondes séparées, une sonde dédiée à la mesure de la température, une sonde dédiée à la mesure de l'hygrométrie de l'air en contact avec la cavité.
Le procédé de moulage est décrit ci-après en référence à la figure 3. Au moyen de la sonde 12, on mesure la température et l'hygrométrie 20 de l'air en contact avec la cavité 7. En fonction de cette mesure, avec l'unité de régulation, on provoque la génération de la condensation 21 en commandant l'unité de refroidissement 9 et/ou l'unité d'humidification 1 1 avec lesquelles respectivement on abaisse la température 22 de la surface de la cavité 7 et on augmente l'humidité relative 23 de l'air en contact avec la surface de la cavité 7. Pour augmenter l'humidité relative 23, au moyen de l'unité d'humidification 1 1 et des buses de vaporisation 10, on vaporise de l'eau au- dessus de la cavité 7 jusqu'à atteindre une humidité relative supérieure à 40%. Pour diminuer la température 22 de l'air, au moyen de l'unité de refroidissement 9 et des canaux de circulation 8, on fait circuler dans le moule 2 un fluide caloporteur ayant une température inférieure à celle de la surface de cavité 7. Le fluide caloporteur absorbe les calories de la cavité 7 et, en circulant, les évacue. Ainsi, la température de la surface de la cavité 7 diminue progressivement jusqu'à atteindre une température située entre 0 et 6°C, et de préférence d'environ 4°C. La pression est sensiblement constante et correspond à celle du lieu d'utilisation du dispositif 1 pour mouler. Lorsque les conditions de pression, température et humidité sont réunies, on atteint, au niveau de la surface de la cavité 7, le point de rosée auquel, la vapeur d'eau présente dans l'air commence à se condenser. Une pellicule d'eau se forme alors sur la surface de la cavité 7. Cette pellicule d'eau se présente par exemple sous la forme d'un film continu ou d'une multitude de gouttelettes discontinues. Au cours du moulage, la pellicule d'eau s'interpose entre le matériau de moulage et la surface de la cavité 7, réduisant ainsi l'adhérence entre le matériau de moulage et la surface de la cavité 7. Ensuite, on coule le matériau thermoplastique 24 préalablement fondu dans la cavité 7 que l'on laisse refroidir 25. Ensuite, on procède au démoulage 26 la pièce moulée. Grâce à la pellicule d'eau, le démoulage 26 peut être réalisé sans qu'aucune partie de matière ne reste accrochée à la surface de la cavité 7, sans nécessiter de nettoyage du moule 2 dans lequel subsisteraient des restes d'arrachage et sans nécessiter le nettoyage de la pièce moulée obtenue qui ne présente pas de reste d'agent démoulant, tel que de l'huile, qui aurait pu être utilisé.