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Patent Searching and Data


Title:
COMPRESSION MOULDING DEVICE AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/056548
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for compression moulding of an elongated object whereby a certain amount of plastic material is initially fed into a mould. The invention is characterized in that said amount of plastic material is distributed into a first container (6) and a second container (5) interconnected by a passageway (8), said containers moving relatively to each other inside the mould and filling with plastic material said passageway, the latter forming said elongated object. The invention also concerns a device for implementing said method.

Inventors:
THOMASSET JACQUES (FR)
Application Number:
PCT/CH2003/000825
Publication Date:
July 08, 2004
Filing Date:
December 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
AISAPACK HOLDING SA (CH)
THOMASSET JACQUES (FR)
International Classes:
B29C43/10; B29C43/36; B29C43/42; B29C51/16; B29C35/08; B29C47/00; B29C51/08; B29C51/14; B29C69/02; (IPC1-7): B29C43/36; B29C43/42
Foreign References:
US3757718A1973-09-11
US4122147A1978-10-24
US4913871A1990-04-03
FR1335219A1963-08-16
US4649013A1987-03-10
Attorney, Agent or Firm:
Roland, André (CP 1255, Lausanne, CH)
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Claims:
Revendications
1. Procédé de moulage par compression d'un objet allongé selon lequel une quantité de matière plastique est initialement alimentée dans un moule, caractérisé en ce que ladite quantité de matière plastique est répartie dans un premier réservoir et un deuxième réservoir reliés entre eux par un passage, lesdits réservoirs se déplaçant relativement l'un par rapport à l'autre à l'intérieur du moule et remplissant de matière plastique ledit passage, ce dernier formant ledit objet allongé.
2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on utilise la gravité et/ou que l'on applique une pression sur la matière contenue dans le premier réservoir, ladite pression étant exercée par la colonne d'un fluide disposée audessus de la matière plastique ou par un fluide que l'on injecte contre la matière plastique.
3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on applique une pression sur la matière contenue dans le premier réservoir, ladite pression étant exercée par un premier piston (17) ou par le mouvement du moule contre une pièce fixe (17).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'on applique une pression sur la matière contenue dans le deuxième réservoir, ladite pression étant exercée par un deuxième piston (4).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on applique une pression sur la matière contenue dans le deuxième réservoir, ladite pression étant exercée par un dispositif d'alimentation de matière plastique tel que extrudeuse ou presse à injection.
6. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on alimente le deuxième réservoir avec de la matière plastique pendant la formation de l'objet.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on refroidit au moins les pièces (1,3) en contact avec les parois latérales de l'objet formé.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que plusieurs matières sont alimentées pour former un objet multicouches.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'on insère une feuille préchauffée comprenant au moins une couche entre les deux réservoirs, la feuille étant thermoformée pendant la formation de l'objet et se retrouve emprisonnée à l'intérieur de la paroi de l'objet.
10. Dispositif de moulage par compression d'un objet allongé pour la mise en oeuvre du procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant un moule (1) formant au moins la paroi longitudinale externe de l'objet, un piston support (3) coulissant à l'intérieur du moule (1) et formant la paroi interne de l'objet, un premier réservoir de matière (7) en communication avec une extrémité de la zone de formation de la paroi de l'objet, le dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend un deuxième réservoir de matière (5) en communication avec l'autre extrémité de la zone de formation de la paroi de l'objet.
11. Dispositif selon la revendication précédente comprenant des moyens de mise en pression de la matière contenue dans le premier réservoir (7), lesdits moyens de mise en pression étant constitués par la gravité et/ou par une colonne de fluide (6) disposée audessus de la matière plastique ou par un système d'injection de fluide mis en contact avec la matière plastique.
12. Dispositif selon la revendication 10 comprenant des moyens de mise en pression de la matière contenue dans le premier réservoir (7), lesdits moyens de mise en pression étant constitués par un premier piston (17).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 comprenant des moyens de mise en pression de la matière contenue dans le réservoir inférieur (5), lesdits moyens de mise en pression étant constitués par un deuxième piston (4).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 caractérisé en ce que le deuxième réservoir (5) est relié avec un dispositif d'alimentation de matière plastique tel que extrudeuse ou presse à injection.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14 comprenant des moyens pour isoler l'objet à former du deuxième réservoir (5).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 15 pour la fabrication d'objets coniques caractérisé en ce que le moule et le piston support sont de forme conique.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 16 comprenant des moyens pour alimenter plusieurs matières plastiques.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 17 comprenant des moyens pour insérer une feuille entre les deux réservoirs, des moyens de chauffage de ladite feuille et optionnellement des moyens pour séparer ladite feuille de l'objet.
Description:
Dispositif et procédé de moulage par compression Domaine de l'invention La présente invention se. rapporte à un procédé et à un dispositif de moulage par compression pour la réalisation d'un objet plastique de géométrie cylindrique ou légèrement conique.

Le procédé et le dispositif sont particulièrement destinés mais pas de façon exclusive à la réalisation d'objets en matière plastique à paroi fine utilisés dans le secteur de l'emballage, ou à la réalisation d'objets en PET tels que des préformes.

Etat de la technique Le procédé de moulage par compression consiste à alimenter de la matière à l'état liquide dans la cavité d'un moule au moins partiellement fermé, puis à terminer le remplissage de la cavité par compression de la matière lors de la fermeture du moule. II existe un grand nombre de variantes du procédé de moulage par compression qui consistent à conjuguer dans le temps l'injection de matière dans le moule avec la fermeture du moule.

Le procédé de moulage par compression comporte de nombreux avantages car il permet de diminuer de façon importante les efforts mis en jeu pour la formation de l'objet. II permet également d'améliorer les propriétés d'usage de l'objet comme par exemple la résistance au chocs, les propriétés optiques ou la stabilité dimensionnelle. Ces propriétés améliorées résultent essentiellement de la réduction des contraintes d'écoulement lors de la formation de l'objet.

Selon la façon dont la matière est alimentée dans la cavité du moule, on parle d'injection compression quand le procédé de compression est couplé au procédé

d'injection, ou d'extrusion compression quand le procédé de compression est couplé au procédé d'extrusion.

Le procédé de moulage par compression est présent dans des domaines très variés comme l'automobile, l'emballage, l'audio-vidéo, etc. Le procédé de moulage par compression permet de sous-mouler ou sur-mouler des matériaux fragiles tels que des films de décoration, des tissus, des cuirs ou simili-cuirs. Le procédé de moulage par compression est utilisé pour la fabrication de CD ou DVD où des propriétés optiques de très hautes qualité sont requises.

Le procédé de moulage par compression tel que connu actuellement est particulièrement adapté aux pièces planes ou peu profondes où l'écoulement de matière lors de la fermeture du moule s'effectue principalement dans un plan perpendiculaire au mouvement du moule.

Pour les pièces à géométrie cylindrique, où la cavité du moule n'est pas perpendiculaire à l'axe de compression (axe de fermeture du moule), les procédés de moulage par compression connus ne diminuent que faiblement les efforts mis en jeu, conduisant à une amélioration faible des propriétés des pièces produites.

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de moulage par compression permettant de réaliser des pièces cylindriques ou faiblement conique de façon avantageuse par rapport aux technologies actuelles. Selon l'invention une amélioration significative est obtenue par l'optimisation du mode d'écoulement de la matière fondue dans l'outillage, conduisant à des propriétés améliorées de la pièce produite.

Résumé de l'invention L'invention concerne un procédé de moulage par compression tel que défini dans les revendications 1 à 9.

L'invention concerne également un dispositif de moulage par compression tel que défini dans les revendications 10 à 18.

Brève description des dessins Le concept inventif est illustré figures 1 qui montre de façon schématique un premier mode de réalisation.

Le dispositif de moulage par compression selon l'invention comporte au moins un moule constitué d'une empreinte femelle 1 et d'un noyau 3 coulissant à l'intérieur de l'empreinte femelle 1 ; une pièce 2 adjacente au moule et un piston 4 formant une cavité de volume variable 5. La cavité 5 est reliée au moule par un passage 8 formé entre la pièce 2 et le noyau 3.

Lors du moulage de l'objet, tel qu'illustré figure 1, le noyau 3 se déplace relativement à l'empreinte femelle 1 réduisant progressivement le volume de la cavité 6, et le piston 4 se déplace relativement à la pièce 2 réduisant progressivement le volume de la cavité 5. II convient de remarquer que la matière fondue est alimentée conjointement depuis les cavités 5 et 6 du dispositif. La matière fondue 7 dans le réservoir 6 est poussée par le noyau 3 et recouvre la surface de l'empreinte femelle 1 ; la matière fondue dans le réservoir 5 est poussée par le piston 4 et recouvre la surface du noyau 3.

L'écoulement de la matière dans le dispositif tel que décrit figure 1 est particulièrement avantageux pour diminuer les contraintes d'écoulement pendant la formation des parois latérales de l'objet.

La thermique du procédé tel que décrit figure 1 est particulièrement avantageux, la matière fondue se refroidissant peu dans les réservoir 6 et 5 pendant le moulage.

La figure 2 est une représentation schématique du dispositif comprenant en outre des moyens d'obturation 9 du réservoir 5, et des moyens 10,11 pour évacuer l'air

de la cavité 6. L'obturateur 9 coulisse autour du noyau 3 pour ouvrir ou fermer le passage 8. En position fermée, l'obturateur 9 ferme le passage 8 et isole le réservoir 5 de l'empreinte du moule définie par 1 et 3. La canalisation 10 associée à l'élément poreux 11 permet d'évacuer l'air (ou autre gaz ou liquide) emprisonné dans la cavité 6 ou de maintenir une pression d'air dans la cavité 6 pendant le moulage. Un dispositif comprenant des moyens d'obturation est particulièrement intéressant quand au moins une des pièces 2 ou 4 est chauffée à une température supérieure à la température de fusion de la matière plastique, l'empreinte femelle du moule 1 et le noyau 3 étant généralement refroidis pour solidifier la matière dans le moule.

Les figures 3 à 7 illustrent les différentes étapes de moulage avec un dispositif tel qu'illustré figures 1 et 2.

La figure 3 montre l'alimentation de la matière fondue dans le dispositif. La dose de matière fondue 13 est alimentée dans la cavité 12 formée entre la pièce 2, le noyau 3 et le piston 4.

La figure 4 montre la fermeture du moule ainsi que la répartition de la matière fondue dans les cavités 5 et 6. Dans un premier temps, l'empreinte femelle 1 vient se positionner dans le prolongement de la pièce 2. Le noyau 3 avance ensuite à l'intérieur de l'empreinte 1, formant le passage 8 entre la pièce 2 et le noyau 3, et répartissant la matière fondue dans les cavités 5 et 6. Afin de minimiser l'énergie utilisée pour former l'objet, ainsi que les contraintes d'écoulement, il est important de répartir précisément la matière fondue dans les deux cavités. Aussi, il peut tre utile de conjuguer à l'avancée du noyau 3, un pilotage du piston 4 et de la pression d'air à l'intérieur de la cavité 6, permettant de contrôler la quantité de matière dans la cavité 5. Généralement, la quantité de matière dans les cavités 5 et 6 est à peu près identique. En fonction de la géométrie de l'objet (extrémités), on peut s'éloigner de la position d'équilibre.

La figure 5 illustre une étape intermédiaire de la formation de l'objet selon l'invention. Le déplacement du noyau 3 à l'intérieur de l'empreinte femelle 1, conjugué à la pression exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4 conduit au remplissage progressif de la cavité du moule. Une pression de gaz ou liquide dans la cavité 6 peut tre utilisée. On peut noter également la diminution de la quantité de matière 7 dans la cavité 6, ainsi que la quantité de matière dans le réservoir 5.

La figure 6 illustre l'étape ultime du remplissage de la cavité du moule. Le moule étant rempli, la matière se refroidi au contact du moule occasionnant une diminution du volume. Pour compenser ces retraits volumiques, un surplus de matière 7 est maintenu en pression dans la cavité 6 par l'intermédiaire du noyau 3, et un surplus de matière 14 est maintenu en pression dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4. La compensation des retraits par les deux extrémités de la pièce est particulièrement avantageuse pour réduire les pressions, le chemin à effectuer étant deux fois plus court par rapport à un moulage classique où la pièce est alimentée par une seule extrémité.

La figure 7 montre la pièce refroidie dans le dispositif juste avant éjection. Le piston 4 forme l'extrémité 15 de l'objet, l'autre extrémité 16 étant formée entre l'empreinte femelle 1 et le noyau 3.

La figure 8 est une représentation schématique du dispositif de moulage selon une première variante qui cependant présente plusieurs points communs avec les exemples précédents. C'est pourquoi, les mmes références numériques seront utilisées pour les pièces exerçant la mme fonction. Cette simplification sera d'ailleurs utilisée avec toutes les variantes d'e l'exposé ci-après.

Le dispositif de moulage par compression comporte au moins un moule constitué d'une empreinte femelle 1 et deux noyaux 3 et 17 se faisant face et coulissant à l'intérieur de l'empreinte femelle 1 ; une pièce 2 adjacente au moule et un piston 4 formant une cavité de volume variable 5. La cavité 5 est reliée au moule par un passage 8 formé entre la pièce 2 et le noyau 3. Le noyau 17 se trouve en

mouvement relatif vis à vis de l'empreinte femelle 1 sans que la matière plastique contenue dans la cavité 6 puisse s'échapper entre la paroi du noyau 17 et de l'empreinte femelle 1.

Lors du moulage de l'objet, tel qu'illustré figure 8, les noyaux en vis à vis 3 et 17 se déplacent relativement à l'empreinte femelle 1 réduisant progressivement le volume de la cavité 6, et le piston 4 se déplace relativement à la pièce 2 réduisant progressivement le volume de la cavité 5. Le noyau 17 permet de créer de la pression dans la cavité 6 pendant le moulage. Il convient de remarquer que la matière fondue est alimentée conjointement depuis les cavités 5 et 6 du dispositif. La matière fondue 7 dans le réservoir 6 est poussée par le noyau 3 et recouvre la surface de l'empreinte femelle 1 ; la matière fondue dans le réservoir 5 est poussée par le piston 4 et recouvre la surface du noyau 3.

La figure 9 est une représentation schématique du dispositif présenté figure 8 comprenant en outre des moyens d'obturation 9 du réservoir 5. L'obturateur 9 coulisse autour du noyau 3 pour ouvrir ou fermer le passage 8. En position fermée, l'obturateur 9 ferme le passage 8 et isole le réservoir 5 de l'empreinte du moule définie par 1 et 3.

Les figures 10 à 14 illustrent les différentes étapes de moulage avec un dispositif tel qu'illustré figure 9.

La figure 10 montre l'alimentation de la matière fondue dans le dispositif. La dose de matière fondue 13 est alimentée dans la cavité 12 formé par la pièce 2 et le noyau 17.

La figure 11 montre la fermeture du moule ainsi que la répartition de la matière fondue dans les cavités 5 et 6. Dans un premier temps, le piston 4, l'obturateur 9 et le noyau 3 viennent se positionner dans le prolongement de la pièce 2. Le noyau 3 avance ensuite à l'intérieur de l'empreinte 1, formant le passage 8 entre la pièce 2 et le noyau 3, et répartissant la matière fondue dans les cavités 5 et 6.

Simultanément à l'avancée du piston 3 dans l'empreinte femelle 1, les

mouvements respectifs du noyau 17 et du piston 4 sont contrôlés afin de répartir convenablement la matière dans les cavités 5 et 6. Généralement, la quantité de matière dans les cavités 5 et 6 est à peu près identique. En fonction de la géométrie de l'objet (extrémités), on peut s'éloigner de la position d'équilibre.

La figure 12 illustre une étape intermédiaire de la formation de l'objet selon l'invention. Le déplacement du noyau 3 à l'intérieur de l'empreinte femelle 1, conjugué à la pression exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4 et à la pression exercée dans la cavité 6 par l'intermédiaire du noyau 17 conduit au remplissage progressif de la cavité du moule. On peut noter également la diminution de la quantité de matière 7 dans la cavité 6, ainsi que la quantité de matière dans le réservoir 5.

La figure 13 illustre la fin du remplissage de la cavité du moule. Le moule étant rempli, la matière se refroidi au contact du moule occasionnant une diminution du volume. Pour compenser ces retraits volumiques, un surplus de matière 7 est maintenu en pression dans la cavité 6 par l'intermédiaire du noyau 3, et un surplus de matière 14 est maintenu en pression dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4 ou de l'obturateur 9. La compensation des retraits par les deux extrémités de la pièce est particulièrement avantageuse pour réduire les pressions, le chemin à effectuer étant deux fois plus court par rapport à un moulage classique où la pièce est alimentée par une seule extrémité.

La figure 14 montre la pièce refroidie dans le dispositif juste avant éjection.

L'obturateur 9 qui ferme le passage 8 permet d'isoler la matière moulée de la pièce 2. Cette configuration avec obturateur est particulièrement avantageuse quand la pièce 2 est maintenue à une température supérieure à la température de ramollissement de la matière. L'obturateur 9 forme l'extrémité 15 de l'objet, l'autre extrémité 16 étant formée entre l'empreinte femelle 1 et le noyau 3.

L'utilisation d'un obturateur 9 permet de conserver un surplus de matière 18 dans la cavité 5.

La figure 15 est une représentation schématique du dispositif de moulage selon une deuxième variante qui diffère des exemples précédents du fait du mode d'alimentation de la matière dans le dispositif.

Le dispositif de moulage par compression comporte au moins un moule constitué d'une empreinte femelle 1 et d'un noyaux 3 coulissant à l'intérieur de l'empreinte femelle 1 ; une pièce 2 adjacente au moule comprenant une cavité 5 dans laquelle la matière est alimentée par un canal 19. La cavité 5 est reliée au moule par un passage 8 formé entre la pièce 2 et le noyau 3. Lors du moulage de l'objet, tel qu'illustré figure 15, le noyau 3 se déplace relativement à l'empreinte femelle 1 réduisant progressivement le volume de la cavité 6, et une pression est exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du canal d'alimentation 19 afin que de la matière s'échappe de la cavité 5. Il convient de remarquer que la matière fondue est alimentée conjointement depuis les cavités 5 et 6 du dispositif. La matière fondue 7 dans le réservoir 6 est poussée par le noyau 3 et recouvre la surface de l'empreinte femelle 1 ; la matière fondue dans le réservoir 5 est mise sous pression et recouvre la surface du noyau 3.

La figure 16 est une représentation schématique du dispositif présenté figure 15 comprenant également un deuxième noyau 17 en vis à vis du noyau 3 et coulissant dans l'empreinte femelle 1 de sorte que la matière fondue contenue dans la cavité 6 ne puisse s'échapper entre le noyau 17 et l'empreinte femelle 1.

Les figures 17 à 21 illustrent les différentes étapes de moulage avec un dispositif tel qu'illustré figure 15.

La figure 17 montre l'alimentation de la matière fondue dans le dispositif. La dose de matière fondue 13 est alimentée dans le dispositif par l'intermédiaire du canal d'alimentation 19 reliant l'outil de plastification à la pièce 2.

La figure 18 montre la fermeture du moule ainsi que le dosage précis de la matière fondue dans la cavité 6. Pour cela, le noyau 3 avance à l'intérieur de l'empreinte 1, formant le passage 8 entre la pièce 2 et le noyau 3.

Simultanément, une pression est exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du canal 19 afin qu'une quantité contrôlée de matière s'échappe de la cavité 5 par le passage 8 et remplisse une partie de la cavité 6.

La figure 19 illustre une étape intermédiaire de la formation de l'objet selon l'invention. Le déplacement du noyau 3 à l'intérieur de l'empreinte femelle 1, conjugué à la pression exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du canal 19 conduit au remplissage progressif de la cavité du moule. Une pression de gaz ou liquide dans la cavité 6 peut tre utilisée. On peut noter également la diminution de la quantité de matière 7 dans la cavité 6. La canalisation 10 associée à l'élément poreux 11 permet d'évacuer l'air (ou autre gaz ou liquide) emprisonné dans la cavité 6 ou de maintenir une pression d'air dans la cavité 6 pendant le moulage La figure 20 illustre la fin du remplissage de la cavité du moule. Le moule étant rempli, la matière se refroidi au contact du moule occasionnant une diminution du volume. Pour compenser ces retraits volumiques, un surplus de matière 7 est maintenu en pression dans la cavité 6 par l'intermédiaire du noyau 3, et la matière dans la cavité 5 est maintenue en pression par l'intermédiaire du canal 19. La compensation des retraits par les deux extrémités de la pièce est particulièrement avantageuse pour réduire les pressions, le chemin à effectuer étant deux fois plus court par rapport à un moulage classique où la pièce est alimentée par une seule extrémité.

La figure 21 montre la pièce refroidie dans le dispositif juste avant éjection.

L'obturateur 9 qui ferme le passage 8 permet d'isoler la matière moulée de la pièce 2. Cette configuration avec obturateur est particulièrement avantageuse quand la pièce 2 est maintenue à une température supérieure à la température. de ramollissement de la matière. L'obturateur 9 forme l'extrémité 15 de l'objet, l'autre extrémité 16 étant formée entre l'empreinte femelle 1 et le noyau 3.

La figure 22 est une représentation schématique du dispositif de moulage selon une troisième variante qui diffère des exemples précédents du fait de la géométrie conique de l'objet moulé. Le dispositif de moulage par compression comporte au moins un moule constitué d'une empreinte femelle 1 de géométrie conique et d'un noyaux conique 3 coulissant à l'intérieur de l'empreinte femelle 1 ; une pièce 2 adjacente au moule et un piston 4 formant une cavité de volume variable 5. La cavité 5 est reliée au moule par un passage 8 formé entre la pièce 2 et le noyau 3.

La figure 23 montre un dispositif de moulage par compression pour pièces coniques similaire au dispositif de la figure 22 mais dont le mode d'alimentation diffère. La matière fondue est alimentée dans le dispositif par l'intermédiaire d'un canal 19 reliant l'unité de plastification à la cavité 5 de la pièce 2. Le principe de fonctionnement est identique à celui décrit figures 17 à 21.

La figure 24 illustre un dispositif de moulage par compression similaire au dispositif de la figure 22 mais comprenant également un deuxième noyau 17 en vis à vis du noyau 3 et coulissant dans l'empreinte femelle 1 de sorte que la matière fondue contenue dans la cavité 6 ne puisse s'échapper entre le noyau 17 et l'empreinte femelle 1. Lors du moulage de l'objet, tel qu'illustré figure 24, le noyau 3 se déplace relativement à l'empreinte femelle 1 réduisant progressivement le volume de la cavité 6, et une pression est exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4 afin que de la matière s'échappe de la cavité 5. Il convient de remarquer que la matière fondue est alimentée conjointement depuis les cavités 5 et 6 du dispositif. La matière fondue 7 dans le réservoir 6 est poussée par le noyau 3 et recouvre la surface de l'empreinte femelle 1 ; la matière fondue dans le réservoir 5 est poussée par le piston 4 et recouvre la surface du noyau 3. II est important de noter que du fait de la conicité de l'empreinte femelle 1 et du noyau 3, il y se forme une cavité 20 entre le noyau 3 et l'obturateur 9, ainsi qu'une cavité 21 entre le noyau 17 et l'empreinte femelle 1. La matière contenue dans le réservoir 6 n'a pas tendance à s'écouler dans la cavité 21, du fait du mouvement relatif du noyau 17 par rapport à l'empreinte

femelle 1. De mme, la matière contenue dans le réservoir 5 n'a pas tendance à s'écouler dans la cavité 20, du fait du mouvement relatif du noyau 3 par rapport à l'obturateur 9. La viscosité de la matière ainsi que la conicité de l'empreinte femelle 1 et du noyau 3 modifient la propension de la matière à remplir les cavités 20 et 21 pendant le moulage. En augmentant la viscosité de la matière fondue ou en diminuant la conicité, 1'écoulement de la matière fondue dans les cavités 20 et 21 est diminuée. Il est intéressant de remarquer également que le volume des cavités 20 et 21 diminue pendant le moulage pour atteindre une valeur nulle en fin de moulage. Le procédé permet de réaliser des pièces de conicité pouvant aller jusqu'à 20°, une conicité inférieure à 5° étant préférable.

La figure 25 montre un dispositif de moulage par compression pour pièces coniques similaire au dispositif de la figure 24 mais dont le mode d'alimentation diffère. La matière fondue est alimentée dans le dispositif par l'intermédiaire d'un canal 19 reliant l'unité de plastification à la cavité 5 de la pièce 2.

Les figures 26 à 30 illustrent les différentes étapes de moulage avec un dispositif tel qu'illustré figure 22.

La figure 26 montre l'alimentation de la matière fondue dans le dispositif. La dose de matière fondue 13 est alimentée dans la cavité 12 formée entre la pièce 2, le noyau 3, le piston 4 et l'obturateur 9.

La figure 27 montre la fermeture du moule ainsi que la répartition de la matière fondue dans les cavités 5 et 6. Dans un premier temps, l'empreinte femelle 1 vient se positionner dans le prolongement de la pièce 2. Le noyau 3 avance ensuite à l'intérieur de l'empreinte 1, formant le passage 8 entre la pièce 2 et le noyau 3, et répartissant la matière fondue dans les cavités 5 et 6.

La figure 28 illustre une étape intermédiaire de la formation de l'objet selon l'invention. Le déplacement du noyau 3 à l'intérieur de l'empreinte femelle 1, conjugué à la pression exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4

conduit au remplissage progressif de la cavité du moule. Une pression de gaz ou liquide dans la cavité 6 peut tre utilisée. On peut noter la diminution de la quantité de matière 7 dans la cavité 6, ainsi que la quantité de matière dans le réservoir 5. Remarquons également que le volume de la cavité 21 a diminué.

La figure 29 illustre l'étape ultime du remplissage de la cavité du moule. Le moule étant rempli, la matière se refroidi au contact du moule occasionnant une diminution du volume. Pour compenser ces retraits volumiques, un surplus de matière 7 est maintenu en pression dans la cavité 6 par l'intermédiaire du noyau 3, et un surplus de matière 14 est maintenu en pression dans la cavité 5 par l'intermédiaire du piston 4. La compensation des retraits par les deux extrémités de la pièce est particulièrement avantageuse pour réduire les pressions, le chemin à effectuer étant deux fois plus court par rapport à un moulage classique où la pièce est alimentée par une seule extrémité. Remarquons que la cavité 21 n'existe plus.

La figure 30 montre la pièce refroidie dans le dispositif juste avant éjection.

L'obturateur 9 qui ferme le passage 8 forme l'extrémité 15 de l'objet, l'autre extrémité 16 étant formée entre l'empreinte femelle 1 et le noyau 3.

La figure 31 montre un dispositif de moulage par compression selon l'invention comprenant un système de répartition de la matière fondue sur la circonférence 22 permettant un écoulement équilibré de la matière dans la cavité 5. Le système de répartition 22 est représenté de façon schématique et les systèmes connus tels que cardioïdes, mandrins spiralés, etc. peuvent tre utilisés.

Les figures 32 à 35 illustrent un exemple de fabrication d'une préforme selon l'invention. La cavité femelle du moule est constitué des blocs 1'et 1", le bloc 1" s'ouvrant en deux partie afin de permettre le démoulage de l'objet. Les pièces 2 et 9 du dispositif sont régulées à la température de la matière fondue lors de son transfert dans le dispositif, tandis que les pièces 1', 1"et 3 sont refroidies.

La figure 32 montre l'alimentation de la matière fondue dans le dispositif. Une quantité contrôlée de matière fondue 7 est alimentée dans le dispositif par l'intermédiaire du canal d'alimentation 19 reliant l'outil de plastification à la pièce 2.

La figure 33 illustre une étape intermédiaire de la formation de l'objet selon l'invention. Le déplacement du noyau 3 à l'intérieur de l'empreinte femelle 1'et 1" conjugué à la pression exercée dans la cavité 5 par l'intermédiaire du canal 19 conduit au remplissage progressif de la cavité du moule. Une pression de gaz ou liquide dans la cavité 6 peut tre utilisée. On peut noter également la diminution de la quantité de matière 7 dans la cavité 6.

La figure 34 montre la pièce refroidie dans le dispositif juste avant éjection.

L'obturateur 9 ferme le passage 8 et obture le canal de matière 19. L'obturateur 9 forme l'extrémité 15 de l'objet, l'autre extrémité 16 étant formée entre l'empreinte femelle 1 et le noyau 3.

La figure 35 montre l'objet obtenu après refroidissement et éjection du dispositif.

La figure 36 montre un dispositif pour la réalisation de pièce multicouches. Le dispositif comprend trois canaux d'alimentation 19', 19"et 19"'qui relient le dispositif d'injection de chaque matière aux cavités 5', 5"et 5"'du dispositif de moulage.

Les figures 37 à 40 montent les différentes étapes de la fabrication d'un objet multicouche avec dispositif tel qu'illustré figure 36.

La figure 37 montre l'alimentation de la matière fondue dans le dispositif. Les doses de matière fondue 13', 13"et 13"'sont alimentée simultanément ou séquentiellement dans les cavités 5', 5"et 5"'de façon à ajuster la quantité respective de chaque couche. vil est important de remarquer que la quantité de matière dosée 13"'est bien supérieure aux quantités dosées 13'et 13". En

fonction de la rhéologie des matières et de la géométrie de la pièce, un dosage simultané ou séquentiel est choisi et le mouvement des pièces 3,17 et 9 pendant le dosage optimisé. Une méthode consiste par exemple, à alimenter les doses 13', 13"et 13"'simultanément, les noyaux 3 et 17 étant immobiles et positionnés de sorte que les couches 13', 13"et 13"'forment une structure multicouche symétrique. Le noyau 17 est ensuite déplacé simultanément à un dosage de matière 13"', les couches 13'et 13"n'étant plus alimentées afin de former un surplus de matière 13"'. Soulignons qu'un mécanisme pour évacuer l'air doit tre prévu dans les noyaux 3 ou 17.

La figure 38 illustre une étape intermédiaire de la formation de l'objet selon l'invention. Le déplacement du noyau 3 à l'intérieur de l'empreinte femelle 1, conjugué à la pression exercée dans les cavités 5', 5", 5"'et 6 conduit au remplissage progressif de la cavité du moule. Notons que la quantité de matière alimentée par l'intermédiaire de la cavité 5"'est généralement faible voire nulle.

La figure 39 illustre la dernière étape du remplissage de la cavité du moule. Le moule étant rempli, la matière se refroidi au contact du moule occasionnant une diminution du volume. Pour compenser ces retraits volumiques, un surplus de matière 7 est maintenu en pression dans la cavité 6 par l'intermédiaire du noyau 3, et la matière est maintenue en pression dans les cavités 5', 5"et 5"'. II est possible également de maintenir la pression dans une seule des cavités 5 (5"' par exemple) afin d'alimenter une seule matière et éviter l'émergence de la couche barrière en surface de l'objet.

La figure 40 montre la pièce refroidie dans le dispositif juste avant éjection.

L'obturateur 9 isole les cavités 5', 5"et 5"'de l'objet.

Les figures 41 à 43 illustrent la fabrication d'un objet multicouche par compression thermoformage d'une feuille prise en sandwich dans le dispositif.

La figure 41 montre la feuille 24 chauffée dans un four 23 puis insérée dans le dispositif entre le moule femelle 1 et la pièce 2. Deux doses 13'et 13"sont alimentées de part et d'autre de la feuille 23. Une méthode consiste à alimenter la dose 13'dans le dispositif, à insérer ensuite la feuille entre 1 et 2, puis à alimenter la dose 13". En général, un chauffage infra-rouge de la feuille 24 est utilisé, mais d'autres modes de chauffage peuvent convenir également. La feuille comporte soit une sois plusieurs couches. La feuille est chauffée à la température la plus élevée possible et au minimum à la température de thermoformage de la feuille. Une deuxième opération de chauffage de la feuille peut tre envisagée à l'intérieur du dispositif et avant l'alimentation la dose 13", afin d'améliorer les propriétés d'écoulement de la matière 24 lors de la formation de l'objet dans le dispositif.

La figure 42 montre la formation de l'objet multicouche dans le dispositif, la couche 26 se déformant en cisaillement ou élongation entre les couches 25'et 25"; les couches 25', 26 et 25"étant issues respectivement des matières 13', 24 et 13"alimentées dans le dispositif.

La figure 43 illustre l'objet multicouche obtenu avec la méthode et le dispositif présentés figures 41 et 42.

Les figures 44 à 46 montrent la fabrication d'un objet multicouche en alimentant trois matières dans le dispositif.

La figure 44 illustre l'alimentation des doses 13', 13"et 13"'dans le dispositif ainsi que leur position respective dans les réservoirs 5 et 6 avant moulage.

La figure 45 illustre le moulage de l'objet avec la formation des couches 25', 25" et 25"'provenant respectivement des doses 13', 13"et 13"'.

La figure 46 montre l'objet multicouche obtenu.

Le dispositif de moulage peut tre avantageusement inséré dans un ensemble plus complexe conduisant à la fabrication d'objet à des cadences élevées. Aussi, plusieurs dispositifs de moulage peuvent tre actionnés simultanément et faire partie d'une seule machine. On peut par exemple concevoir un moule d'injection comportant plusieurs cavités, l'objet moulé dans chaque cavité étant réalisé selon l'invention. On peut également concevoir un processus de fabrication séquentiel. Les dispositifs de moulage selon l'invention sont disposés par exemple sur un dispositif rotatif de type carrousel et actionnés séquentiellement.

Il va de soi que des procédés combinant des actions simultanées et séquentielles peuvent tre envisagés.

La figure 47 illustre un dispositif de moulage simultané comprenant plusieurs cavités. Le dispositif comprend les deux parties complémentaires 1 et 3 d'un moule comprenant plusieurs cavités, un piston 4 coulissant à l'intérieur de la pièce 2, des obturateurs 9 actionnés simultanément, et un orifice d'alimentation de matière 19.