EP2099593B1 - Dispositif de moulage et procede de fabrication - Google Patents

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EP2099593B1
EP2099593B1 EP07866465A EP07866465A EP2099593B1 EP 2099593 B1 EP2099593 B1 EP 2099593B1 EP 07866465 A EP07866465 A EP 07866465A EP 07866465 A EP07866465 A EP 07866465A EP 2099593 B1 EP2099593 B1 EP 2099593B1
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EP
European Patent Office
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envelope
mold
mould
film
deformation
Prior art date
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Not-in-force
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EP07866465A
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German (de)
English (en)
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EP2099593A2 (fr
Inventor
Mouloud Behloul
Sylvain Quidant
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Lafarge SA
Original Assignee
Lafarge SA
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Publication date
Application filed by Lafarge SA filed Critical Lafarge SA
Priority to PL07866465T priority Critical patent/PL2099593T3/pl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/06—Moulds with flexible parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/006—Pressing by atmospheric pressure, as a result of vacuum generation or by gas or liquid pressure acting directly upon the material, e.g. jets of compressed air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/04—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with one ram per mould
    • B28B3/06—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with one ram per mould with two or more ram and mould sets

Definitions

  • the present invention relates to a molding device and a method of manufacture.
  • the document WO2006 / 648652 describes a mold used for the realization of decorations on architectural structures or civil engineering.
  • the mold has a plurality of plates forming a plate grid and at least one actuator for moving the plates which are rotatably mounted about orthogonal axes perpendicular to the direction of movement so that the plates together form a desired shape which is the negative of an article to be molded.
  • the invention proposes a molding device comprising an envelope, a mold, the mold being in the envelope, a vacuum outlet to create a vacuum in the envelope, a deformation member of the mold.
  • the device further comprises a film in the envelope.
  • the device further comprises two films in the envelope, a film being above and a film being below the mold.
  • the device further comprises a film in the mold.
  • the deformation member is under the mold.
  • the deformation member urges the envelope.
  • the deformation member comprises a jack.
  • the device further comprises a table, the envelope being on the table and the deformation members extending through the table.
  • the device further comprises ball joints between the deformation members and the envelope.
  • the deformation member is a template.
  • the invention also relates to a manufacturing method, comprising the steps of: - supplying an envelope and a mold, - introducing a material to be molded into the mold, - arrangement of the mold in the envelope, - realization of a depression in the envelope, - deformation of the mold.
  • one or more films are arranged in the envelope, between the envelope and the mold.
  • a film is placed between the material to be molded and the mold.
  • the method comprises providing a deforming member selected from a group consisting of a jack and a jig.
  • the process is repeated so as to obtain several moldings, the method then comprising a step of assembling the molded parts.
  • the material to be molded is as described below.
  • the method being implemented by the device as described above.
  • the invention relates to a molding device comprising an envelope and a mold in the envelope; a vacuum intake makes it possible to realize the vacuum in the envelope and a deformation member allows the deformation of the mold.
  • the device makes it possible to obtain the molding of a piece of random shape in a simple manner. This gives a piece whose shape can serve as a decorative pattern.
  • the figure 1 shows a schematic representation of the molding device 10 in profile view.
  • the device 10 makes it possible to mold parts while giving them a particular shape.
  • the device 10 makes it possible to produce aesthetically pleasing coverings for architectural or civil engineering works.
  • the device allows the production of aesthetically shaped parts with a starting material of the concrete type.
  • the device 10 comprises an envelope 12 and a mold 14; the mold 14 is in the envelope 12.
  • the mold is adapted to receive the material used for the production of parts, concrete for example.
  • the device 10 also comprises a vacuum tap 16 to create a vacuum in the casing 12.
  • the vacuum in the casing makes it possible to stiffen the device sufficiently so that the material to be molded does not move to the casing. inside the mold when the mold is subjected to deformation; the material remains of constant thickness.
  • the depression makes it possible to make the constituent elements of the molding device integral.
  • the envelope 12 and / or the mold 14 may each be provided with two lips around their periphery and which come into suction with each other under the effect of the depression; these lips provide a simple way of closing the envelope 12 and the mold 14 respectively.
  • the advantage of achieving the depression within the envelope avoids pumping the material that is in the mold. Indeed by taking vacuum, we aspire the air trapped in the envelope; if vacuum was used to directly create a vacuum in the mold, the material to be molded could be pumped as well. Thus, the mold makes it possible to confine the material inside the envelope, while ensuring the creation of a depression in the envelope.
  • the device may also include vacuum members for creating the depression within the envelope.
  • the vacuum devices are connected to the vacuum socket.
  • a depression of between -0.5 and -1.5 bar is achieved, preferably between -0.8 and -1.1 bar, for example -0.9 bar.
  • the casing 12 comprises, for example, an upper portion 121 and a lower portion 122.
  • the mold 14 is disposed between the lower 122 and upper 121. The mold rests on the lower portion 122.
  • the casing 12 makes it possible to take the mold 14 sandwiched in a simple way. It suffices to arrange the mold on the lower part 122 and to close the envelope using the upper part 121, the upper part acting as a lid.
  • the envelope 12 is preferably made of a flexible material.
  • the flexibility of the envelope allows the latter to deform under the action of the deformation member of the mold.
  • the envelope is also flexible to promote depression in the envelope; the flexibility of the envelope also allows the envelope to marry the shape of the mold under the effect of depression.
  • the envelope is silicone.
  • the mold 14 may comprise an upper shell 141 and a lower shell 142.
  • the lower shell 142 of the mold 14 rests on the lower part 122 of the envelope 12.
  • the mold 14 makes it possible to confine the material to be molded in a simple manner; the material is distributed on the lower shell 142 of the mold, then the mold 14 is closed by means of the upper shell 141.
  • the mold is preferably made of a flexible material. The flexibility of the mold 14 allows the latter to deform under the action of the deformation member.
  • the mold 14 is also flexible to promote the confinement of the material in the mold under the effect of the depression in the envelope 12. The flexibility of the mold allows a better contact between the mold 14 and the molding material.
  • the casing 12 is provided with the vacuum tap 16.
  • the vacuum tap 16 is mounted on the upper casing 121.
  • the casing rests on a surface via its lower part 122; the mold resting on the lower part, it is preferable to mount the vacuum socket on the upper envelope 121 of the envelope to improve the quality of the depression.
  • the device may also include at least one film 20 (or drain) in the envelope.
  • Movie 20 promotes the creation of depression. Indeed, the film 20 avoids the local adhesion of the envelope 12 to the mold 14, under the effect of the depression created within the envelope, trapping air bubbles; membership localization of the envelope 12 to the mold 14 hinders the pursuit of the creation of the depression.
  • the film 20 prevents local adhesion of the envelope 12 to the mold 14, which allows the depression to be properly made.
  • the film 20 is of woven or non-woven material. Such a material is not hermetic but allows the passage of air; while the depression is in progress, the film promotes the flow of air towards the vacuum outlet 16.
  • the film 20 is for example located between the upper portion 121 of the envelope 12 and the upper shell 141 of the mold 14.
  • the film 20 then promotes the circulation of air between this portion 121 and the shell 141.
  • the film 20 may be between the lower portion 122 of the casing 12 and the lower shell 142 of the mold.
  • the film also promotes the circulation of air between these elements; the circulation is all the more favored that, because of the gravity, the lower shell 142 rests against the lower part 122 and the depression is difficult to achieve in this area of the envelope because air bubbles may be trapped between the mold 14 and the envelope 12.
  • the film 20 then creates a buffer zone between the mold and the envelope.
  • the film 20 facilitates the circulation of air between the lower shell 142 and the lower part 122 of the envelope.
  • the device 10 comprises two films 20 (or drains) in the envelope, one of the films 20 being between the upper part 121 and the upper shell 141 and the other of the films 20 being between the lower part 122 and the lower shell 142.
  • the presence of two films 20 promotes the creation of vacuum throughout the envelope.
  • a film 22 (or drain) is in the mold 14.
  • the film 14 then promotes the depression in the mold. Indeed, the depression created in the envelope is also propagated in the mold, the creation of the depression in the envelope also occurs in the mold, through the edges of the hulls 141 and 142; however, the depression in the mold is less important, so that the material to be molded is not at the same time sucked.
  • the film 22 in the mold also promotes the circulation and suction of the air contained in the mold.
  • the air contained in the mold is mainly between the material to be molded and the upper shell 141 of the mold; the film 22 is therefore preferably located in this zone, avoiding that the shell 141 is plated with the same material, but rather that the film allows a flow of air between the shell and the material during the creation of the depression within of the envelope.
  • the film 22 may be of the same material as the film 20, allowing the air to circulate.
  • the deformation member 18 makes it possible to shape the mold into a desired shape so as to mold the material into a particular shape.
  • a single deforming member is sufficient to conform the mold, for example by deforming a central zone of the mold; preferably, a plurality of deformation members are implemented, so as to deform the mold 14 into several areas.
  • the device will be described with several deformation members but the same remarks apply if only one deformation member was present.
  • the deformation members 18 of the mold 14 are in the mold 14. At rest, the mold rests flat, and when the deformation members are activated, they deform the mold 14 against gravity.
  • the advantage is that the practical realization of the deformation is simpler to achieve than if the mold was held vertically and that the members 18 laterally deformed the mold, as is the case in the document WO2006 / 048652 . In the latter document, a problem arises to manage to keep in place the material in the mold, while the mold is held vertically; the risk is that the material flows into the mold and the thickness of the material varies.
  • the deformation members 18 urge the envelope 12.
  • the members 18 are in contact with the envelope; by the solicitation of the envelope, the mold 14 is deformed.
  • the advantage is that the risks of drilling the mold are reduced, since double protection is provided by the casing 12 and the mold 14.
  • the deformation members 18 are therefore also located under the casing 12; the biasing of the envelope 12 and the deformation of the mold 14 are made against the gravity, by lifting or supporting the envelope 12 and the mold 14.
  • the device 10 may further comprise ball joints 30 between the deformation members 18 and the casing 12.
  • the ball joints improves the connection between the deformation members 18 and the casing 12 which is deformed under the action of the members 18.
  • figure 2 shows a schematic representation of a ball 30.
  • the ball 30 allows rotation about three orthogonal axes of the surface element of the envelope facing the corresponding deformation member 18. Indeed, while the member 18 biases the envelope 12, the latter is subjected to displacements with respect to the member 18.
  • the device comprises a disc 32 between the ball 30 and the envelope 12. ball 30 then allows rotation around three axes of the disc 32.
  • the disc 32 reinforces the envelope 12 so as to further reduce the risk of tearing the envelope 12 and thus the mold 14.
  • the disc 32 may be molded in the envelope 12, in particular in the lower part 121 of the envelope.
  • the disc is thus integral with the envelope.
  • the disc 32 can also simply be inserted between the ball and the member 18; this makes it easier to adapt to a more random arrangement of the organs.
  • the ball 30 may comprise a deformable stud 34.
  • the stud 34 is for example rubber.
  • the stud 34 thus allows the articulation of the disk 32 or the surface element of the casing 12 with respect to the deformation member 18.
  • the construction of the ball 32 is simple.
  • the device 10 may further comprise a table 24.
  • the envelope 12 at rest is on the table. This facilitates the introduction of the molding material into the device 10. Indeed, while the lower part 122 of the device 10 rests on the table 24 and the lower shell 142 rests on the part 122, it is possible to easily spread the material on the lower shell 142.
  • the deformation members 18 extend through the table 24. When the device 10 is actuated, the deformation members 18 lift the envelope 12 of the table. The members 18 locally lift the casing 12 so as to locally create a deformation of the mold 14.
  • the members 18 are for example cylinders.
  • the jacks extend from the bottom of the table 24 to the contact of the casing 12, through the table 24.
  • the table 24 thus has orifices 26 allowing the passage of the organs 18.
  • the deformation members 18 can also be more simply metal rods whose height is set by inserting shims between the base of the rod and the ground.
  • the advantage of using jacks is that the shapes that can be obtained are infinite, it being understood that the jacks can occupy various positions.
  • the deformation member may also be a template; the advantage is that it can more easily reproduce a given shape to the envelope 12 and the mold 14.
  • the template is a model supporting the envelope and the mold. By placing the envelope and the mold on the template, the template biases the envelope so as to deform the mold.
  • the template has for example the shape of a horse saddle, sphere, curved surface ...
  • the device makes it possible to obtain deformations of parts which, at rest, can measure approximately 5 m 2 (by way of example).
  • the deformation members 18 are evenly distributed or not under the surface of the envelope 12.
  • the members 18 are regularly distributed in a grid; this makes it possible to better control the deformation of the mold.
  • the surface of the template is naturally distributed against the envelope.
  • the invention also relates to a method for manufacturing parts.
  • the parts may be concrete, preferably fiber-reinforced concrete with high performance as will be better described later.
  • This type of concrete allows the manufacture of thin pieces of a few millimeters.
  • the method comprises a step of supplying the envelope 12 and the mold 14.
  • the method then comprises a step of introducing a material to be molded into the mold 14.
  • the method then comprises a step of disposing the mold in the mold envelope.
  • the envelope 12 is closed and a depression is created in the envelope. Depression in the envelope 12 can even propagate in the mold 14, attention being paid to the fact that the material does not escape the mold 14.
  • the method then comprises a step of deformation of the mold. The material dries (or sets) even as the mold is kept deformed.
  • a piece of a particular form which can give an aesthetic character to a work.
  • the method is repeated, so as to obtain a plurality of pieces of particular shape; the pieces can then be assembled so that the resulting puzzle gives an aesthetic impression.
  • the process makes it possible in particular to mold parts which have a small thickness (for example 15 mm). Indeed, the method makes it possible to control the thickness of the material during the process.
  • the step of supplying the mold 14 and the envelope 12 may further include providing the table 24; the lower part 122 of the envelope may first be placed on the table 24.
  • the mold is placed in the envelope in the sense that, at first, only the lower shell 142 is then disposed on the part 122.
  • the lower part 122 and the shell 142 lie flat.
  • This arrangement facilitates the step of introducing the material to be molded into the mold, and the display of the material on the entire surface of the mold; in particular, this makes it possible to better control the thickness of the material.
  • the mold 14 and the casing 12 being arranged horizontally, the molding material does not flow inside the mold 14.
  • a film 20 may be placed on the lower part 122, before disposing the lower shell 142 This promotes the creation of depression within the envelope.
  • the mold 14 is closed by placing the upper shell 141 on the lower shell 142.
  • a film 22 is disposed between the material and the upper shell 141.
  • the film 22 promotes the propagation of the depression within the mold 14.
  • the film 22 also makes it possible to give a better appearance to the material once the process is completed; indeed the film 22 reduces the risk of trapping air bubbles in the mold, which would give a cracked appearance to the surface of the molding.
  • the envelope 12 is closed on the mold 14, by arrangement of the upper portion 121 of the casing 12 on the upper shell 141.
  • the mold Once the mold is confined in the envelope, it creates a depression in the envelope.
  • the envelope 12 matches the shape of the mold 14 containing the molding material. Under the effect of the depression, the envelope is pressed against the mold (possibly via the films, if necessary) This depression can spread within the mold.
  • the advantage of such a depression is that one obtains a slab, composed of the envelope and the mold enclosing the material to be molded, which is sufficiently rigid so that the material does not flow into the mold, but which is also flexible enough to undergo deformation by the deformation members.
  • Another advantage is that the material confined in the mold remains substantially constant thickness during the manufacturing process which provides a molded part of substantially constant thickness.
  • the deformation of the mold can be effected by biasing the envelope by the deformation members.
  • the deformation members are set independently of each other.
  • the organs 18 more or less solicit the envelope 12; the members 18 raise more or less the envelope 12, independently of each other.
  • the envelope and mold assembly can be deposited on a template, and the deformation of the mold can take place by marrying the shape of the template.
  • the piece is removed from the mold; the piece obtained is a surface with asperities and depressions.
  • the piece obtained is a three-dimensional object with a locally variable curvature; the curvature may be locally positive or negative sign. Preferably there is no singularity or discontinuity.
  • the surface may comprise a single bump; if several members 18 are used, then the surface may comprise a plurality of bumps more or less high and separated by recesses. The bumps correspond to the locations of the members 18 urging the envelope, while the hollows correspond to the locations where there are no deformation members.
  • the surface of the room is similar to the surface of a rough sea.
  • the deformation member is a template, it is previously given to the template a desired shape that will be matched by the envelope and mold assembly.
  • the method described above allows the manufacture of a part by molding; it is conceivable that the process is repeated so as to manufacture several parts by molding, and then to assemble these parts together.
  • the parts to be assembled are then modules.
  • the surface thus manufactured is itself a three-dimensional object with a locally variable curvature; the curvature may be locally positive or negative sign. Preferably there is no singularity or discontinuity.
  • the process then allows the manufacture of a larger surface (for example 8000 m 2 ) by manufacturing smaller pieces (for example up to 20 m 2 , preferably 5 m 2 ).
  • the deformation members likewise urge the edges of two parts intended to be contiguous in the assembly, so as to be able to join the parts together by their edges and that the assembly obtained is continuous from one room to another.
  • the advantage of the device and the method is that the parts obtained and assembled are thin and therefore relatively less heavy.
  • the material used to make the part by the method and the device is preferably ultra high performance fiber concrete (abbreviated as UHPCF).
  • UHPCF ultra high performance fiber concrete
  • This piece is for example from 5 to 50 mm thick, which makes it possible to obtain very thin pieces; preferably the piece is 15 mm thick.
  • Ultra-high performance fibered concretes are concretes having a cement matrix containing fibers. It is referred to the document entitled "Ultra High Performance Fiber Concretes” of the Technical Service for Roads and Highways (Setra) and the French Association of Civil Engineering (AFGC). The resistance of these concretes to compression is generally greater than 150 MPa, or even 250 MPa.
  • the fibers are metallic, organic, or a mixture.
  • the binder dosage is high (the E / C ratio is low, generally the E / C ratio is at most about 0.3).
  • the fibers have characteristics of length and diameter such that they effectively confer the mechanical characteristics. Their quantity is generally low, for example between 1 and 8% by volume.
  • matrix examples include BPR, reactive powder concretes, while the examples of UHPC are BSI concrete from Eiffage, Ducal® from Lafarge, Cimax® from Italcementi and BCV from Vicat.
  • a thermal treatment can be implemented on these concretes.
  • the heat treatment comprises, after the hydraulic setting, heating at a temperature of 90 ° C or more for several hours, typically 90 ° C for 48 hours.
  • the method described can be implemented by the device described above.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de moulage et un procédé de fabrication.
  • Le document US-A-5932256 décrit un dispositif de moulage selon le préambule de la revendication 1.
  • Le document WO2006/648652 décrit un moule utilisé pour la réalisation de décorations sur des structures architecturales ou de génie civil. Le moule comporte une pluralité de plaques formant une grille de plaques et au moins un actionneur pour déplacer les plaques qui sont montées à rotation autour d'axes orthogonaux perpendiculaires à la direction de mouvement de sorte que les plaques forment ensemble une forme souhaitée qui soit le négatif d'un article à mouler.
  • Il y a un besoin pour une autre solution à la réalisation de motif de décoration.
  • Pour cela l'invention propose un dispositif de moulage comprenant une enveloppe, un moule, le moule étant dans l'enveloppe, une prise de vide pour créer une dépression dans l'enveloppe, un organe de déformation du moule.
  • Selon une variante, le dispositif comprend en outre un film dans l'enveloppe.
  • Selon une variante, le dispositif comprend en outre deux films dans l'enveloppe, un film étant au-dessus et un film étant au-dessous du moule.
  • Selon une variante, le dispositif comprend en outre un film dans le moule. Selon une variante, l'organe de déformation est sous le moule.
  • Selon une variante, l'organe de déformation sollicite l'enveloppe.
  • Selon une variante, l'organe de déformation comprend un vérin.
  • Selon une variante, le dispositif comprend en outre une table, l'enveloppe étant sur la table et les organes de déformation s'étendant à travers la table.
  • Selon une variante, le dispositif comprend en outre des rotules entre les organes de déformation et l'enveloppe.
  • Selon une variante, l'organe de déformation est un gabarit.
  • L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication, comprenant les étapes de - fourniture d'une enveloppe et d'un moule, - introduction d'un matériau à mouler dans le moule, - disposition du moule dans l'enveloppe, - réalisation d'une dépression dans l'enveloppe, - déformation du moule.
  • Selon une variante, un ou plusieurs films sont disposés dans l'enveloppe, entre l'enveloppe et le moule.
  • Selon une variante, après l'introduction du matériau dans le moule, un film est disposé entre le matériau à mouler et le moule.
  • Selon une variante, le procédé comprend la fourniture d'un organe de déformation choisi dans un groupe consistant en un vérin et un gabarit.
  • Selon une variante, le procédé est répété de sorte à obtenir plusieurs pièces moulées, le procédé comprenant ensuite une étape d'assemblage des pièces moulées.
  • Selon une variante, le matériau à mouler est tel que décrit par la suite.
  • Selon une variante, le procédé étant mis en oeuvre par le dispositif tel que décrit précédemment.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent :
    • figure 1, une représentation schématique du dispositif de moulage en vue de profil.
    • Figure 2, une représentation schématique d'une rotule.
  • L'invention se rapporte à un dispositif de moulage comportant une enveloppe et un moule dans l'enveloppe ; une prise de vide permet de réaliser le vide dans l'enveloppe et un organe de déformation permet la déformation du moule. Le dispositif permet d'obtenir le moulage d'une pièce d'une forme aléatoire et ce, d'une façon simple. On obtient ainsi une pièce dont la forme permet de servir de motif de décoration.
  • La figure 1 montre une représentation schématique du dispositif 10 de moulage en vue de profil. Le dispositif 10 permet de mouler des pièces tout en leur donnant une forme particulière. En particulier, le dispositif 10 permet de réaliser des revêtements aux formes esthétiques pour des ouvrages architecturaux ou de génie civil. Le dispositif permet la réalisation de pièces aux formes esthétiques avec un matériau de départ du type du béton.
  • Le dispositif 10 comporte une enveloppe 12 et un moule 14 ; le moule 14 est dans l'enveloppe 12. Le moule est adapté à recevoir le matériau utilisé pour la réalisation des pièces, du béton par exemple. Le dispositif 10 comporte aussi une prise de vide 16 pour créer une dépression dans l'enveloppe 12. La dépression dans l'enveloppe permet de rigidifier le dispositif d'une manière suffisante de sorte que le matériau à mouler ne se déplace pas à l'intérieur du moule lorsque le moule est soumis à déformation ; le matériau demeure d'épaisseur constante. La dépression permet de rendre solidaire les éléments constitutifs du dispositif de moulage. En particulier, l'enveloppe 12 et/ou le moule 14 peuvent être pourvus chacun de deux lèvres sur leur pourtour et qui rentrent en succion l'une avec l'autre sous l'effet de la dépression ; ces lèvres assurent de manière simple la fermeture de l'enveloppe 12 et du moule 14 respectivement. On peut ainsi éviter l'usage de moyens de fermeture mécaniques. On peut aussi réaliser les lèvres avec un bourrelet sur l'une des lèvres et une gorge sur l'autre des lèvres, la dépression provoquant la pénétration du bourrelet dans la gorge de sorte à améliorer l'étanchéité de l'enveloppe 12 et/ou du moule 14.
  • L'avantage de réaliser la dépression au sein de l'enveloppe permet d'éviter de pomper le matériau qui se situe dans le moule. En effet par la prise de vide, on aspire l'air emprisonné dans l'enveloppe ; si la prise de vide permettait de créer directement une dépression dans le moule, le matériau à mouler risquerait d'être pompé également. Ainsi, le moule permet de confiner le matériau à l'intérieur de l'enveloppe, tout en assurant la création d'une dépression dans l'enveloppe.
  • Le dispositif peut aussi comprendre des organes de dépression permettant de créer la dépression au sein de l'enveloppe. Les organes de dépression sont branchés sur la prise de vide. A titre d'exemple, on réalise une dépression comprise entre -0,5 et -1,5bars, de préférence entre -0,8 et -1,1 bars, par exemple, -0,9 bars.
  • L'enveloppe 12 comporte par exemple une partie supérieure 121 et une partie inférieure 122. Le moule 14 est disposé entre les parties inférieure 122 et supérieure 121. Le moule repose sur la partie inférieure 122. L'enveloppe 12 permet de prendre le moule 14 en sandwich de manière simple. Il suffit de disposer le moule sur la partie inférieure 122 et de refermer l'enveloppe à l'aide de la partie supérieure 121, la partie supérieure faisant office de couvercle. L'enveloppe 12 est de préférence en un matériau souple. La souplesse de l'enveloppe permet à cette dernière de se déformer sous l'action de l'organe de déformation du moule. L'enveloppe est également souple pour favoriser la dépression dans l'enveloppe ; la souplesse de l'enveloppe permet aussi à l'enveloppe d'épouser la forme du moule sous l'effet de la dépression. Par exemple, l'enveloppe est en silicone.
  • Le moule 14 peut comporter une coque supérieure 141 et une coque inférieure 142. La coque inférieure 142 du moule 14 repose sur la partie inférieure 122 de l'enveloppe 12. Le moule 14 permet de confiner le matériau à mouler de manière simple ; le matériau est réparti sur la coque inférieure 142 du moule, puis le moule 14 est refermé à l'aide de la coque supérieure 141. Le moule est de préférence en un matériau souple. La souplesse du moule 14 permet à ce dernier de se déformer sous l'action de l'organe de déformation. Le moule 14 est aussi souple pour favoriser le confinement du matériau dans le moule sous l'effet de la dépression dans l'enveloppe 12. La souplesse du moule permet un meilleur contact entre le moule 14 et le matériau à mouler.
  • L'enveloppe 12 est pourvue de la prise de vide 16. De préférence, la prise de vide 16 est montée sur l'enveloppe supérieure 121. L'enveloppe repose sur une surface par l'intermédiaire de sa partie inférieure 122 ; le moule reposant sur la partie inférieure, il est préférable de monter la prise de vide sur l'enveloppe supérieure 121 de l'enveloppe pour améliorer la qualité de la dépression.
  • Le dispositif peut aussi comporter au moins un film 20 (ou drain) dans l'enveloppe. Le film 20 favorise la création de la dépression. En effet, le film 20 permet d'éviter l'adhésion locale de l'enveloppe 12 au moule 14, sous l'effet de la dépression créée au sein de l'enveloppe, emprisonnant des bulles d'air ; l'adhésion locale de l'enveloppe 12 au moule 14 entrave la poursuite de la création de la dépression. Le film 20 empêche l'adhésion locale de l'enveloppe 12 au moule 14, ce qui permet à la dépression d'être convenablement faite. A titre d'exemple, le film 20 est en matériau tissé ou non tissé. Un tel matériau n'est pas hermétique mais permet le passage de l'air; alors que la dépression est en cours de réalisation, le film favorise la circulation de l'air en direction de la prise de vide 16. Le film 20 est par exemple situé entre le la partie supérieure 121 de l'enveloppe 12 et la coque supérieure 141 du moule 14. Le film 20 favorise alors la circulation de l'air entre cette partie 121 et la coque 141. Alternativement, le film 20 peut être entre la partie inférieure 122 de l'enveloppe 12 et la coque inférieure 142 du moule. Le film favorise également la circulation de l'air entre ces éléments ; la circulation est d'autant mieux favorisée que, du fait de la gravité, la coque inférieure 142 repose contre la partie inférieure 122 et la dépression est difficile à réaliser dans cette zone de l'enveloppe car des bulles d'air risquent d'être emprisonnés entre le moule 14 et l'enveloppe 12. Le film 20 permet alors de créer une zone tampon entre le moule et l'enveloppe. Le film 20 facilite la circulation de l'air entre la coque inférieure 142 et la partie inférieure 122 de l'enveloppe. De manière préférée, le dispositif 10 comporte deux films 20 (ou drains) dans l'enveloppe, l'un des films 20 étant entre la partie supérieure 121 et la coque supérieure 141 et l'autre des films 20 étant entre la partie inférieure 122 et la coque inférieure 142. La présence de deux films 20 favorise la création du vide dans toute l'enveloppe.
  • On peut aussi envisager qu'un film 22 (ou drain) soit dans le moule 14. Le film 14 favorise alors la dépression dans le moule. En effet, la dépression créée dans l'enveloppe se propage aussi dans le moule, la création de la dépression dans l'enveloppe se produit aussi dans le moule, au travers des bords des coques 141 et 142 ; toutefois, la dépression dans le moule est moins importante, de telle sorte que le matériau à mouler ne se trouve pas par la même occasion aspiré. Le film 22 dans le moule favorise aussi la circulation et l'aspiration de l'air contenu dans le moule. L'air contenu dans le moule se trouve principalement entre le matériau à mouler et la coque supérieure 141 du moule ; le film 22 est donc de préférence situé dans cette zone, évitant que la coque 141 soit plaquée à même le matériau, mais plutôt que le film autorise une circulation d'air entre la coque et le matériau lors de la création de la dépression au sein de l'enveloppe. Le film 22 peut être du même matériau que le film 20, permettant de laisser circuler l'air.
  • L'organe 18 de déformation permet de conformer le moule selon une forme souhaitée de sorte à mouler le matériau selon une forme particulière. Un seul organe de déformation est suffisant pour conformer le moule, par exemple en déformant une zone centrale du moule ; de préférence, une pluralité d'organes de déformation sont implémentés, de sorte à déformer le moule 14 en plusieurs zones. Dans la suite du texte, le dispositif sera décrit avec plusieurs organes de déformation mais les mêmes remarques s'appliquent si un seul organe de déformation était présent.
  • Les organes 18 de déformation du moule 14 sont sous le moule 14. Au repos, le moule repose à plat, et, lorsque les organes de déformation sont activés, ils déforment le moule 14 à l'encontre de la gravité. L'avantage est que la réalisation pratique de la déformation est plus simple à réaliser que si le moule était tenu verticalement et que les organes 18 déformaient latéralement le moule, comme cela est le cas dans le document WO2006/048652 . Dans ce dernier document, un problème se pose pour arriver à maintenir en place le matériau dans le moule, alors que le moule est tenu verticalement ; le risque est que le matériau s'écoule au sein du moule et que l'épaisseur du matériau varie.
  • Plus précisément, les organes 18 de déformation sollicitent l'enveloppe 12. Les organes 18 sont en contact de l'enveloppe ; par la sollicitation de l'enveloppe, le moule 14 est déformé. L'avantage est que les risques de perçage du moule sont réduits, dès lors qu'une double protection est offerte par l'enveloppe 12 et le moule 14. Les organes de déformation 18 sont donc également situés sous l'enveloppe 12 ; la sollicitation de l'enveloppe 12 et la déformation du moule 14 sont réalisées à l'encontre de la gravité, par soulèvement ou soutien de l'enveloppe 12 et du moule 14.
  • Le dispositif 10 peut en outre comprendre des rotules 30 entre les organes de déformation 18 et l'enveloppe 12. Les rotules améliore la liaison entre les organes de déformation 18 et l'enveloppe 12 déformée sous l'action des organes 18. La figure 2 montre une représentation schématique d'une rotule 30. La rotule 30 permet la rotation autour de trois axes orthogonaux de l'élément de surface de l'enveloppe en regard de l'organe de déformation 18 correspondant. En effet, alors que l'organe 18 sollicite l'enveloppe 12, cette dernière est soumise à des déplacements par rapport à l'organe 18. En particulier, le dispositif comporte un disque 32 entre la rotule 30 et l'enveloppe 12. La rotule 30 permet alors la rotation autour de trois axes du disque 32.
  • Le disque 32 permet de renforcer l'enveloppe 12 de sorte à réduire encore plus les risques de déchirure de l'enveloppe 12 et donc du moule 14. Le disque 32 peut être moulé dans l'enveloppe 12, en particulier dans la partie inférieure 121 de l'enveloppe. Le disque est ainsi solidaire de l'enveloppe. Le disque 32 peut aussi être simplement intercalé entre la rotule et l'organe 18 ; ceci permet de s'adapter plus facilement à une disposition plus aléatoire des organes.
  • Selon la figure 2, pour permettre la rotation du disque 32 ou de l'élément de surface de l'enveloppe, la rotule 30 peut comporter un plot 34 déformable. Le plot 34 est par exemple en caoutchouc. Le plot 34 permet ainsi l'articulation du disque 32 ou de l'élément de surface de l'enveloppe 12 par rapport à l'organe de déformation 18. La construction de la rotule 32 est simple.
  • Le dispositif 10 peut en outre comporter une table 24. L'enveloppe 12 au repos est sur la table. Ceci permet de faciliter l'introduction du matériau à mouler dans le dispositif 10. En effet, alors que la partie inférieure 122 du dispositif 10 repose sur la table 24 et que la coque inférieure 142 repose sur la partie 122, il est possible d'étaler facilement le matériau sur la coque inférieure 142. Les organes de déformation 18 s'étendent à travers la table 24. Lorsque le dispositif 10 est actionné, les organes 18 de déformation soulèvent l'enveloppe 12 de la table. Les organes 18 soulèvent localement l'enveloppe 12 de sorte à créer localement une déformation du moule 14. Les organes 18 sont par exemple des vérins. Les vérins s'étendent depuis le dessous de la table 24 jusqu'au contact de l'enveloppe 12, au travers de la table 24. La table 24 comporte donc des orifices 26 permettant le passage des organes 18. Les organes de déformation 18 peuvent aussi être plus simplement des tiges métalliques dont la hauteur est réglée en intercalant des cales entre la base de la tige et le sol. L'avantage d'utiliser des vérins est que les formes que l'on peut obtenir sont infinies, étant entendu que les vérins peuvent occuper diverses positions.
  • L'organe de déformation peut aussi être un gabarit ; l'avantage est que l'on peut reproduire plus facilement une forme donnée à l'enveloppe 12 et au moule 14. Le gabarit est un modèle soutenant l'enveloppe et le moule. En posant l'enveloppe et le moule sur le gabarit, le gabarit sollicite l'enveloppe de sorte à déformer le moule. Le gabarit a par exemple la forme d'une selle de cheval, de sphère, de surface courbe...
  • Le dispositif permet d'obtenir la déformations de pièces qui, au repos, peuvent mesurer environ 5 m2 (à titre d'exemple). Les organes 18 de déformation sont régulièrement répartis ou non sous la surface de l'enveloppe 12. De préférence, les organes 18 sont régulièrement répartis selon un quadrillage ; ceci permet de mieux maîtriser la déformation du moule. Dans le cas d'un organe de déformation sous forme de gabarit, la surface du gabarit est naturellement répartie contre l'enveloppe.
  • L'invention se rapporte aussi à un procédé pour fabriquer des pièces. Les pièces peuvent être en béton, de préférence en béton fibré à hautes performances comme cela sera mieux décrit par la suite. Ce type de béton permet la fabrication de pièces minces de quelques millimètres. Le procédé comprend une étape de fourniture de l'enveloppe 12 et du moule 14. Le procédé comprend ensuite une étape d'introduction d'un matériau à mouler dans le moule 14. Le procédé comprend ensuite une étape de disposition du moule dans l'enveloppe. L'enveloppe 12 est fermée et une dépression est créée dans l'enveloppe. La dépression dans l'enveloppe 12 peut même se propager dans le moule 14, attention étant portée sur le fait que le matériau ne s'échappe pas du moule 14. Le procédé comprend ensuite une étape de déformation du moule. Le matériau sèche (ou fait prise) alors même que le moule est maintenu déformé. Ainsi, on obtient une pièce d'une forme particulière, qui peut donner un caractère esthétique à un ouvrage. De préférence, le procédé est répété, de sorte à obtenir une pluralité de pièces de forme particulière ; les pièces peuvent ensuite être assemblées de sorte que le puzzle obtenu donne une impression esthétique. Le procédé permet en particulier de mouler des pièces qui ont une faible épaisseur (par exemple de 15 mm). En effet, le procédé permet de maîtriser l'épaisseur du matériau, et ce, au cours du procédé.
  • L'étape de fourniture du moule 14 et de l'enveloppe 12 peut en outre comporter la fourniture de la table 24 ; la partie inférieure 122 de l'enveloppe peut en premier lieu être disposée sur la table 24. Le moule est mis dans l'enveloppe en ce sens que, dans un premier temps, seule la coque inférieure 142 est ensuite disposée sur la partie 122. La partie inférieure 122 et la coque 142 reposent à plat. Cette disposition permet de faciliter l'étape d'introduction du matériau à mouler dans le moule, et l'étalage du matériau sur toute la surface du moule ; en particulier, ceci permet de mieux maîtriser l'épaisseur du matériau. Le moule 14 et l'enveloppe 12 étant disposés horizontalement, le matériau à mouler ne s'écoule pas à l'intérieur du moule 14. Avantageusement, on peut disposer un film 20 sur la partie inférieure 122, avant de disposer la coque inférieure 142. Ceci favorise la création de la dépression au sein de l'enveloppe. Après que le matériau a été mis sur la coque inférieure 142, le moule 14 est fermé par disposition de la coque supérieure 141 sur la coque inférieure 142. Avantageusement, un film 22 est disposé entre le matériau et la coque supérieure 141. Le film 22 favorise la propagation de la dépression au sein du moule 14. Le film 22 permet aussi de donner un meilleur aspect au matériau une fois le procédé terminé ; en effet le film 22 réduit le risque d'emprisonnement de bulles d'air dans le moule, ce qui donnerait un aspect crevassé à la surface de la pièce à mouler. Puis l'enveloppe 12 est refermée sur le moule 14, par disposition de la partie supérieure 121 de l'enveloppe 12 sur la coque supérieure 141. Avantageusement, on peut aussi disposer un film 20 entre la partie supérieure 121 et la coque supérieure 141 ; ce film 20 permet aussi de favoriser la création de la dépression et diminue également le risque d'emprisonnement de bulle d'air dans l'enveloppe, ces bulles d'air ayant les effets néfastes décrits précédemment.
  • Une fois le moule confiné dans l'enveloppe, on crée une dépression dans l'enveloppe. L'enveloppe 12 épouse alors la forme du moule 14 contenant le matériau à mouler. Sous l'effet de la dépression, l'enveloppe est plaquée contre le moule (éventuellement par l'intermédiaire des films, le cas échéant) Cette dépression peut se propager au sein du moule. L'avantage d'une telle dépression est que l'on obtient une galette, composée de l'enveloppe et du moule enfermant le matériau à mouler, qui soit suffisamment rigide pour que le matériau ne s'écoule pas dans le moule, mais qui soit aussi suffisamment souple pour subir une déformation par les organes de déformation. Un autre avantage est que le matériau confiné dans le moule reste d'épaisseur sensiblement constante lors du procédé de fabrication ce qui permet d'obtenir une pièce moulée d'épaisseur sensiblement constante.
  • La déformation du moule peut s'opérer par sollicitation de l'enveloppe par les organes de déformation. Selon la forme souhaitée de la pièce à obtenir, les organes de déformation sont réglés indépendamment les uns des autres. Les organes 18 sollicitent plus ou moins l'enveloppe 12 ; les organes 18 soulèvent plus ou moins l'enveloppe 12, indépendamment les uns des autres. Alternativement, l'ensemble enveloppe et moule peut être déposé sur un gabarit, et la déformation du moule peut s'opérer en épousant la forme du gabarit.
  • Après un temps préalablement défini, la pièce est retirée du moule ; la pièce obtenue est une surface comportant des aspérités et des creux. La pièce obtenue est un objet tridimensionnel avec une courbure variable localement ; la courbure peut être localement de signe positif ou négatif. De préférence il n'y a pas de singularité ni de discontinuité. Si un seul organe 18 de déformation est implémenté, comme cela est visible sur la figure 1, la surface peut comporter une seule bosse ; si plusieurs organes 18 sont utilisés, alors la surface peut comporter une pluralité de bosses plus ou moins hautes et séparées par des creux. Les bosses correspondent aux emplacements des organes 18 sollicitant l'enveloppe, alors que les creux correspondent aux emplacements où il n'y a pas d'organes de déformation. La surface de la pièce est similaire à la surface d'une mer agitée. De même, si l'organe de déformation est un gabarit, il est préalablement donné au gabarit une forme souhaitée qui sera épousée par l'ensemble enveloppe et moule.
  • Le procédé décrit précédemment permet la fabrication d'une pièce par moulage ; il est envisageable que le procédé soit répété de sorte à fabriquer plusieurs pièces par moulage, puis d'assembler ces pièces entre elles. Les pièces à assembler sont alors des modules. La surface ainsi fabriquée est elle-même un objet tridimensionnel avec une courbure variable localement ; la courbure peut être localement de signe positif ou négatif. De préférence il n'y a pas de singularité ni de discontinuité. Le procédé permet alors la fabrication d'une surface plus grande (par exemple de 8000 m2) par fabrication de pièces plus petites (par exemple jusqu'à 20 m2, de préférence de 5m2). On fera en sorte que les organes de déformation sollicitent de la même manière les bords de deux pièces destinées à être contiguës dans l'assemblage, de manière à pouvoir assembler les pièces entre elles par leurs bords et que l'assemblage obtenu soit continu d'une pièce à l'autre. L'avantage du dispositif et du procédé est que les pièces obtenues et assemblées sont minces donc relativement moins lourdes.
  • Le matériau utilisé pour fabriquer la pièce par le procédé et le dispositif est de préférence du béton fibré à ultra-hautes performances (en abrégé BFUP). Cette pièce est par exemple de 5 à 50 mm d'épaisseur, ce qui permet d'obtenir des pièces très minces ; de préférence la pièce est de 15 mm d'épaisseur.
  • Les bétons fibrés à ultra-hautes performances sont des bétons ayant une matrice cimentaire contenant des fibres. Il est renvoyé au document intitulé « Bétons fibrés à ultra-hautes performance » du Service d'études techniques des routes et autoroutes (Setra) et de l'Association Française de Génie Civil (AFGC). La résistance de ces bétons à la compression est en général supérieure à 150 MPa, voire même 250 MPa. Les fibres sont métalliques, organiques, ou un mélange. Le dosage en liant est élevé (le ratio E/C est faible; en général le ratio E/C est d'au plus environ 0.3).
  • La matrice cimentaire comprend en général du ciment (Portland), un élément à réaction pouzzolanique (notamment fumée de silice) et un sable fin. Les dimensions respectives sont des intervalles choisis, selon la nature et les quantités respectives. Par exemple, la matrice cimentaire peut comprendre:
    • du ciment Portland
    • du sable fin
    • un élément de type fumée de silice
    • éventuellement de la farine de quartz
    • les quantités étant variables et les dimensions des différents éléments étant choisis entre la gamme micronique ou submicronique et le millimètre, avec une dimension maximale n'excédant pas en général 5 mm.
    • un superplastifiant étant ajouté en général avec l'eau de gâchage.
  • A titre d'exemple de matrice cimentaire, on peut citer celles décrites dans les demandes de brevet EP-A-518777 , EP-A-934915 , WO-A-9501316 , WO-A-9501317 , WO-A-9928267 , WO-A-9958468 , WO-A-9923046 , WO-A-0158826 , auxquelles il est renvoyé pour plus de détails.
  • Les fibres ont des caractéristiques de longueur et de diamètre telles qu'elles confèrent effectivement les caractéristiques mécaniques. Leur quantité est généralement faible, par exemple entre 1 et 8% en volume.
  • Des exemples de matrice sont les BPR, Bétons à Poudre Réactive, tandis que les exemples de BFUP sont les bétons BSI de Eiffage, Ducal® de Lafarge, Cimax® de Italcementi et BCV de Vicat.
  • Une cure thermique peut être mise en oeuvre sur ces bétons. Par exemple, la cure thermique comprend, après la prise hydraulique, le chauffage à une température de 90°C ou plus pendant plusieurs heures, typiquement 90°C pendant 48hres.
  • Le procédé décrit peut être mis en oeuvre par le dispositif décrit précédemment.

Claims (16)

  1. Un dispositif (10) de moulage comprenant :
    - une enveloppe ;
    - un moule, le moule étant dans l'enveloppe ;
    - une prise (16) de vide pour créer une dépression dans l'enveloppe caractérisé en ce que le dispositif contient également
    - un organe (18) de déformation du moule.
  2. Le dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre un film (20) dans l'enveloppe.
  3. Le dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre deux films (20) dans l'enveloppe, un film étant au-dessus et un film étant au-dessous du moule.
  4. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un film (22) dans le moule.
  5. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, l'organe de déformation (18) est sous le moule (14).
  6. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, l'organe de déformation (18) sollicite l'enveloppe (12).
  7. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, l'organe de déformation comprenant un vérin.
  8. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre une table, l'enveloppe (12) étant sur la table et les organes de déformation s'étendant à travers la table.
  9. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre des rotules (32) entre les organes de déformation et l'enveloppe.
  10. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, l'organe de déformation étant un gabarit.
  11. Un procédé de fabrication, comprenant les étapes de :
    - fourniture d'une enveloppe (12) et d'un moule (14),
    - introduction d'un matériau à mouler dans le moule
    - disposition du moule dans l'enveloppe,
    - réalisation d'une dépression dans l'enveloppe, caractérise en ce que le procédé implique également une
    déformation du moule.
  12. Le procédé selon la revendication 11, un ou plusieurs films sont disposés dans l'enveloppe, entre l'enveloppe et le moule.
  13. Le procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, après l'introduction du matériau dans le moule, un film est disposé entre le matériau à mouler et le moule.
  14. Le procédé selon l'une des revendications 11 à 13, comprenant la fourniture d'un organe de déformation choisi dans un groupe consistant en un vérin et un gabarit.
  15. Le procédé selon l'une des revendications 11 à 14, le procédé étant répété de sorte à obtenir plusieurs pièces moulées, le procédé comprenant ensuite une étape d'assemblage des pièces moulées.
  16. Le procédé selon l'une des revendications 11 à 15 le procédé étant mis en oeuvre par le dispositif selon l'une des revendications 1 à 10.
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