EP3227095A1 - Moule pour la fabrication de pièce en matière plastique comportant un système pour réaliser des orifices dans la pièce - Google Patents

Moule pour la fabrication de pièce en matière plastique comportant un système pour réaliser des orifices dans la pièce

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EP3227095A1
EP3227095A1 EP15821105.2A EP15821105A EP3227095A1 EP 3227095 A1 EP3227095 A1 EP 3227095A1 EP 15821105 A EP15821105 A EP 15821105A EP 3227095 A1 EP3227095 A1 EP 3227095A1
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EP
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mold
plastic material
cavity
movable
positioning means
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15821105.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Yves Sozet
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Plastic Omnium SE
Original Assignee
Plastic Omnium SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Plastic Omnium SE filed Critical Plastic Omnium SE
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Mold for the manufacture of plastic parts having a system for making holes in the workpiece
  • the present invention relates to the technical field of manufacturing by molding plastic parts, including parts with orifices.
  • This may be in particular, but not exclusively, structural parts of a motor vehicle, such as technical front panels, wing supports and floors.
  • This type of room has the particularity of having through holes while maintaining a good mechanical strength.
  • Pressurized hot pressing molding in a mold is generally performed by moving a movable member of the mold (moved by a press) relative to a fixed member of the mold, these elements being typically made of steel.
  • a loading plane consisting of sheets of plastic material, typically a composite material called "SMC" (sheet molding compound), is placed in a compression mold.
  • SMC composite material
  • the press continues to operate to transmit a molding pressure to the plastic material. It is said that the mold is in the compaction phase. The plastic material can then flow and take the form of the mold cavity.
  • the mold could comprise a pin located at the periphery of the cavity and not facing the loading plane, having the shape of the desired orifice, on one element of the mold that would come into contact with the other element when the closure of the mold.
  • the reinforcing fibers preferentially orient themselves as a function of the creep directions, so they will go around the spindle and then join together by forming a gluing line. We no longer control the random orientation of the fibers. This results in a preferred orientation of the reinforcing fibers, which can lead to an anisotropy of the part, which will therefore have a different mechanical behavior depending on the directions of the forces undergone, which can induce less robustness as needed in certain areas of the finished part.
  • the bonding lines do not generally comprise reinforcing fibers.
  • the necessary equipment must therefore include, in addition to a molding equipment, a machining cell, or a punching system, integrated in the production cycle of the part. Such equipment is expensive and increases the cycle time, and leads to the generation of dust and falls from the removed material.
  • a mold comprising, in the cavity, in front of the movable pin, an interchangeable wear part, sometimes called a fixed pin, which can be removed from the mold and exchanged when is too damaged.
  • Another technique for not damaging the pins is to leave, in the closed position of the mold, a minimum clearance between the pin and the face of the mold vis-à-vis.
  • This minimum clearance is set to preserve a minimum distance between the two parts of the mold, taking into account the production dispersions on the thickness of the parts (0.4mm for example), in particular when the thickness of the part is minimal.
  • the material is not completely pushed back in thickness, and a non-repetitive thickness material web from one room to another is left at the bottom of the orifice.
  • This residual veil is then removed in an additional production step.
  • there is a dispersion of thickness of the molded part related to variations in the industrial process due to different parameters, such as the amount of material used.
  • the residual haze can vary from 0.2 to 0.6 mm. It is therefore necessary to provide a significant mechanical action to remove this veil. For example, it may be necessary to use heavy equipment for drilling, grinding or milling. In addition, such equipment includes tools (forest, grindstone, milling cutter) that need to be replaced regularly due to wear or damage. Finally, such tools may be accompanied by alignment problems with respect to the orifice to be molded.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks by providing a mold for the manufacture of plastic parts, such as structural parts of a motor vehicle, allowing the production of orifices directly in the mold obstructed by a very thin web, controlled thickness of the order of 0.1 mm. These orifices are therefore intended to be through on the part mounted on the vehicle.
  • the object of the invention relates to a mold for the manufacture of plastic part, comprising a first element and a second element forming, in the closed position of the mold, an impression corresponding to the part to be produced.
  • the second element comprises at least one system for producing molding orifices in the part, said system comprises at least one positioning means relative to the first element, the member in the extended position, said system being dimensioned so that in position output of the member, the distance between a bearing surface of the member on the plastic material and the first element allow the formation of a thin plastic film of repeatable thickness at the bottom of the orifice.
  • the mold according to the invention thus makes it possible to produce openings directly in the mold obstructed by a veil, so fine that it can be removed by simple mechanical actions.
  • the mold according to the invention is not damaged during the production of the orifices.
  • the positioning means can make it possible to position the bearing surface of the member relative to the surface of the fixed element vis-à-vis the member is in the extended position.
  • the positioning means comprises at least one movable plate provided with at least one mechanical stop, the movable plate being movable relative to the second element.
  • the mechanical stop can be supported on the first element in compacting phase of the mold. Furthermore, this mechanical stop and the movable member are advantageously dimensioned so that in the output position of the movable member, the distance between the bearing surface of the member on the plastic material and the first element is not zero and less than 0.2mm, preferably substantially equal to 0.1 mm.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a plastic part comprising at least one orifice, by means of the mold according to the invention, the method comprising at least the following steps:
  • the plastic material is compacted in the cavity, up to the nominal dimension of the piece to be molded;
  • the positioning means are lowered until the abutment comes into contact with the mold element;
  • the haze can be removed by means of a shot blasting process, CO 2 crystal blasting, water jet scrubbing or compressed air or a brush.
  • FIG. 1 A illustrates a mold according to the invention in the closed position.
  • Figure 1 B illustrates a mold according to the invention in the open position.
  • FIG. 2 illustrates a portion of the mold according to the invention in the open position.
  • FIG. 3 illustrates a portion of the mold according to the invention in the compaction phase.
  • FIG. 4 illustrates a part of the mold according to the invention in the compaction phase and in the lowered position of the pins.
  • FIG. 5 illustrates a portion of the mold according to the invention in the open position after compacting.
  • FIGs 1 A and 1 B illustrate a mold (1) according to the invention for the manufacture of a part (2) of plastic material (MP).
  • the mold (1) comprises a first element (3), fixed in the example of Figures 1A and 1B, and vis-à-vis a second element (4), movable according to this example.
  • the two elements form in the closed position of the mold (1) an impression (5) corresponding to the part (2) to be produced.
  • the closed position is defined as the first position, when the moving element (4) is lowered, in which the movable element (4) is in contact with the plastic material (MP) introduced into the mold for molding of the piece (2). There is thus at the beginning of closure a space and therefore a free volume of material between the two elements (3, 4) of the mold (1), necessary for the compacting phase.
  • the second element (4) comprises at least one system (6) for producing molding orifices in the part (2). This system (6) comprises:
  • At least one orifice-forming member (7) that is to say a local shape and molding for each orifice, this member (7) being movable relative to the second element (4) in the closing direction of the mold (1), between a retracted position (in the second element (4)) and an extended position (in the cavity (5)); and at least one positioning means (8) relative to the first element (3), of the member (7) in the extended position.
  • a hole is understood to mean a zone with a material evident at least over substantially all of its thickness.
  • the orifice at the outlet of the mold comprises a veil obstructing it.
  • a through hole is an area with a material evident over its entire thickness.
  • the member (7) is movable in translation relative to the second element (4): it is adapted to slide in the second element (4), for example in the closing direction of the mold (1) as illustrated in the figures.
  • the member (7) has a surface (7a) constituting a bearing surface on the plastic material (MP) in the cavity (5) of the mold.
  • the bearing surface (7a) can also be positioned at the same level (FIGS. 1A and 1B) as the surface of the cavity, so that it can not modify the volume of the cavity of the mold (1).
  • the position of the member (7) when the bearing surface (7a) is closest to the fixed element (3) is called “output position”. Indeed, in this extended position, the surface (7a) is in the cavity (5).
  • the member (7) may be a pin, that is to say a rod, for example metallic, of height D1.
  • the height D1 is at least close to the thickness of the piece (2).
  • the pin (7) has a surface, said upper with reference to Figure 1B, and a second surface (7a), said lower with reference to Figure 1 B.
  • the lower surface (7a) constitutes the bearing surface on the plastic material (MP) in the mold cavity.
  • This surface (7a) has a shape corresponding to that of the orifice that is to be made in the part (2).
  • the positioning means (8) makes it possible to position the bearing surface (7a) of the member (7) with respect to the surface of the fixed element (3) vis-à-vis, at a fixed distance, constant from one orifice to another and repeatable from one part to another (in the sense of the variation of production), when the member (7) is in the extended position.
  • the positioning means (8) comprises, for example, as shown in FIG. 1A: at least one movable plate (9) constituting a drive plate of the member (7), provided with at least one mechanical stop (10).
  • the movable plate (9) is connected to the movable member (7) so as to move the movable member (7) in the thickness of the second member (4) between its retracted position and its extended position.
  • the movable plate (9) is substantially perpendicular to the closing direction of the mold (1).
  • the plate (9) is movable in translation relative to the second element (4).
  • the plate is adapted to move in the closing direction of the mold (1).
  • the plate (9) carries under its face located opposite the cavity (5), the movable pin (7).
  • the plate (9) carries peripherally, not facing the cavity, at least one stop (10) mechanical.
  • This stop (10), parallel to the closing axis of the mold (1), has a length D2.
  • the abutment (10) In the closed position of the mold (1), the abutment (10) is not initially in contact with the other element of the mold (3).
  • the movable plate (9) descends until the abutment (10) bears, by a bearing surface (10a), on the first element (3) .
  • the stop (10) positions the plate (9) at a fixed distance from the element (3), and thus positions the pin (7) in the extended position at a fixed distance from the element (3) regardless of the relative position between elements (3) and (4).
  • the distance between the bearing surface (7a) of the member (7) and the surface of the fixed element (3) in the cavity, surface facing the body (7). ), is defined only with respect to fixed dimensions, and not with respect to the thickness of the plastic in the cavity, and therefore not with respect to the position of the movable element (4). This distance is in fact only dependent on:
  • the system (6) is sized so that in compacting phase of the mold (1) and in the extended position of the movable member (7), the distance between the bearing surface of the member (7) on the plastic material and the first element (3) allow the formation of a thin plastic film.
  • the abutment (10) and the spindle (7) are dimensioned, in particular the distance D2 and the distance D1, so that in the compaction phase of the mold (1) and in the output position of the spindle (7), the distance between the bearing surface of the spindle (7) and the first element (3) is not zero and less than 0.2 mm, preferably substantially equal to at 0.1 mm.
  • the pin (7) forms on the part (2) an orifice having a thin veil, of the order of 0.1 to 0.2mm.
  • the distance between the bearing surface (7a) of the pin (7) in the extended position and the element (3) is denoted DR
  • the plate (9) is linked to the upper surface of the spindle (7). It is clear that the plate (9) can be linked to different level of the spindle (7), and the skilled person will be able to adapt the dimensions of the spindle (7) and the stop (10) to respect the minimum coast imposed (DF) between the bearing surface (7a) and the element (3).
  • the mold (1) has as many pins (7) that the part (2) must have orifices.
  • These pins (7) may each be carried by a different plate (9), or preferably carried by the same plate (9), or a plate assembly (9), each plate (9) carrying a plurality of movable pins (7). ).
  • the system (6) comprises a plate (9) carrying a set of pins (7) and at least one stop (10).
  • the surface (7a) of the member (7) is recessed relative to the surface of the element (4) forming the cavity (5), when the member is in the retracted position.
  • the plastic material (MP) fluent enters a volume formed between the bearing surface (7a) and the cavity (5).
  • this material is driven into the cavity (5). If it is already filled, then the movable member (4) rises, releasing the volume necessary for this plastic material in the cavity (5).
  • the rod (10) is preferably recessed in the movable member (4).
  • the invention also relates to a method of manufacturing a piece (2) of plastic material (MP) comprising at least one orifice, by means of a mold (1) according to the invention.
  • Figures 2 to 5 illustrates the operation of the mold (1) and the method according to the invention.
  • the method according to the invention comprises at least the following steps:
  • the veil formed in the orifice created by the spindle (7) is removed, for example by means of a shot blasting process, the projection of C02 crystals, the washing with a jet of water or with compressed air or of a brush.
  • the system (6) descends during the mold closing step, that is to say in parallel with the step of descent of the movable member (4).
  • the system (6) can be temporarily secured to the movable element (4) (to follow its movement), or be controlled so as to accompany the movable element (4) during its descent to the fixed element (3). ).
  • the movable element (4) comes into contact with the material, leaving a space (air gap) between the two elements (3, 4) of the mold (1).
  • the plastic material (MP) is then compressed and begins to flow in the impression (5). Due to the uncertainty in industrial production of the amount of plastic material actually introduced into the impression (5), there is then a dispersion of the thickness of material in the mold, and therefore, the space between the two elements (3, 4) of the mold (1) has a variable size.
  • the positioning means (8) descends independently of the movable member (4), driving with it the member (7) until it abuts against the fixed element (3).
  • the movement of the positioning means (8), and therefore of the member (7), is independent, disengaged from the movement of the movable member (4).
  • the movable element (4) can continue to move relative to the element (3). Indeed, there may be a variation in position of this movable element (4) due to the creep of the material that fills the cavity.
  • the element (4) still descends until the cavity is completely filled, or the movable element (4) rises under the effect of the plastic material pushed into the cavity by the volume taken by the spindle (7) that enters the thickness of the material.

Abstract

- Moule (1) pour la fabrication de pièce (2) en matière plastique (MP), comportant un premier élément (3) et un second élément (4) formant en position fermée du moule (1) une empreinte (5) correspondant à la pièce (2) à réaliser, dans lequel le second élément (4) comporte au moins un système (6) pour réaliser des orifices de moulage dans la dite pièce (2), ledit système (6) comportant au moins un organe (7) formant empreinte d'un orifice pour la pièce finie (2), ledit organe (7) étant mobile par rapport au second élément (4) dans la direction de fermeture du moule (1), entre une position rentrée et une position sortie dans l'empreinte (5). Le système (6) comporte au moins un moyen de positionnement (8) par rapport au premier élément (3), de l'organe (7) en position sortie, ledit système (6) étant dimensionné pour qu'en position sortie de l'organe (7), la distance entre une surface d'appui de l'organe (7) sur la matière plastique (MP) et le premier élément (3) permettent la formation d'un voile fin de matière plastique d'épaisseur répétable.

Description

Moule pour la fabrication de pièce en matière plastique comportant un système pour réaliser des orifices dans la pièce
La présente invention concerne le domaine technique de la fabrication par moulage de pièces en matière plastique, et notamment de pièces comportant des orifices.
Il peut s'agir en particulier, mais non exclusivement, de pièces structurelles de véhicule automobile, telles que des faces avant techniques, des supports d'ailes et des planchers. Ce type de pièce à la particularité de comporter des orifices traversants tout en devant conserver une bonne tenue mécanique.
Pour réaliser une pièce en matière plastique, il est connu d'utiliser un procédé de moulage, tel que le moulage par compression et/ou par injection et/ou par extrusion. Le moulage par compression à chaud sous pression dans un moule, est en général réalisé par déplacement d'un élément mobile du moule (mis en mouvement par une presse) par rapport à un élément fixe du moule, ces éléments étant typiquement en acier.
Généralement, on pose dans un moule de compression un plan de chargement constitué de feuilles de matière plastique, typiquement un matériau composite dit «SMC» (de l'anglais «sheet moulding compound»).
Puis on actionne la presse pour fermer le moule. On dit que le moule descend (se ferme) jusqu'à une position fermée.
Puis on continue d'actionner la presse pour transmettre une pression de moulage à la matière plastique. On dit que le moule est en phase de compactage. La matière plastique peut alors fluer et prendre la forme de l'empreinte du moule.
Enfin, lors d'une phase dite « de cuisson », la matière plastique polymérise pour former une pièce finie.
Pour réaliser un orifice dans la pièce finale, il pourrait être envisagé de concevoir le moule avec une empreinte d'orifice, c'est-à-dire une forme locale et moulante pour chaque orifice.
Par exemple, le moule pourrait comporter une broche, située en périphérie de l'empreinte et non en regard du plan de chargement, ayant la forme de l'orifice souhaité, sur un élément du moule qui viendrait en contact de l'autre élément lors de la fermeture du moule.
Cependant, lors du fluage de la matière plastique, les fibres de renfort s'orientent préférentiellement en fonction des directions de fluage, donc elles vont contourner la broche puis se rejoindre en constituant une ligne de recollement. On ne maîtrise donc plus l'orientation aléatoire des fibres. Il s'ensuit une orientation privilégiée des fibres de renfort, ce qui peut conduire à une anisotropie de la pièce, qui aura donc un comportement mécanique différent selon les directions des efforts subis, pouvant induire une robustesse inférieure au besoin dans certaines zones de la pièce finie. De plus, les lignes de recollement ne comportent généralement pas de fibres de renfort.
C'est pourquoi, pour obtenir une pièce en matière plastique comprenant des orifices traversants, on doit d'abord mouler la pièce en matière plastique, puis après sortie du moule, réaliser avec un autre équipement les orifices en reprise, par exemple par usinage, ou en poinçonnant celui-ci aux endroits souhaités de façon à former des orifices traversants.
L'équipement nécessaire doit donc comporter, en plus d'un équipement de moulage, une cellule d'usinage, ou un système de poinçonnage, intégré au cycle de fabrication de la pièce. Un tel équipement est coûteux et augmente le temps de cycle, et conduit à la génération de poussière et des chutes provenant de la matière enlevée.
Pour éviter cette étape de reprise, on connaît un moule permettant de réaliser des orifices de moulage au moyen de broches mobiles. Les broches sont actionnées par des vérins hydrauliques. Ces broches sont descendues dans l'empreinte de moulage après le fluage de la matière plastique et avant polymérisation.
Cependant, un tel système de moulage in situ se détériore trop à l'usage, car les broches viennent taper contre la face du moule en vis-à-vis, et frotter contre les fibres de renfort qui sont abrasives. De ce fait, et la broche et le moule sont endommagés.
Pour ne pas détériorer de telles broches, on connaît un moule comportant, dans l'empreinte, en face de la broche mobile, une pièce d'usure interchangeable, parfois appelée contre broche fixe, qui peut être retirée du moule et échangée lorsqu'elle est trop abîmée.
Une autre technique pour ne pas détériorer les broches (mobiles ou fixes), consiste à laisser, en position fermée du moule, un jeu minimum entre la broche et la face du moule en vis-à-vis. Ce jeu minimum est réglé pour préserver une distance minimum entre les deux parties du moule, prenant en compte les dispersions de production sur l'épaisseur des pièces (0,4mm par exemple), en particulier quand l'épaisseur pièce est minimale. Ainsi, la matière n'est pas totalement repoussée en épaisseur, et un voile de matière d'épaisseur non répétable d'une pièce à une autre est laissé au fond de l'orifice. Ce voile résiduel est ensuite enlevé dans une étape de production supplémentaire. Au moulage, il existe une dispersion d'épaisseur de la pièce moulée, liée aux variations du procédé industriel dues à différents paramètres, tels que la quantité de matière mise en œuvre. Ainsi, compte tenu des variations de la masse volumique de la matière, du poids mis en œuvre et du fonctionnement de la presse, le voile résiduel peut varier de 0,2 à 0,6mm. Il est donc nécessaire de prévoir une action mécanique importante pour enlever ce voile. Par exemple, il peut être nécessaire d'utiliser des équipements lourds permettant un perçage, un meulage ou encore un fraisage. De plus, de tels équipements comportent des outils (forêt, meule, fraise) qu'il est nécessaire de remplacer régulièrement du fait de leur usure ou de leur endommagement. Enfin, de tels outils peuvent être accompagnés de problèmes d'alignement par rapport à l'orifice à mouler.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un moule pour la fabrication de pièces en matière plastique, telles que des pièces structurelles de véhicule automobile, permettant la réalisation d'orifices directement dans le moule obstrués par un voile très fin, d'épaisseur maîtrisée de l'ordre de 0,1 mm. Ces orifices sont donc destinés à être traversants sur la pièce montée sur le véhicule.
Ainsi, l'objet de l'invention concerne un moule pour la fabrication de pièce en matière plastique, comportant un premier élément et un second élément formant, en position fermée du moule, une empreinte correspondant à la pièce à réaliser. Le second élément comporte au moins un système pour réaliser des orifices de moulage dans la pièce, ledit système comporte au moins un moyen de positionnement par rapport au premier élément, de l'organe en position sortie, ledit système étant dimensionné pour qu'en position sortie de l'organe, la distance entre une surface d'appui de l'organe sur la matière plastique et le premier élément permettent la formation d'un voile fin de matière plastique d'épaisseur répétable au fond de l'orifice.
Le moule selon l'invention permet ainsi de réaliser directement dans le moule, des orifices obstrués par un voile, si fin qu'il est possible de l'enlever par des actions mécaniques simples.
Par ailleurs, l'épaisseur de ce voile étant fixe quelle que soit l'épaisseur réelle de la pièce, il est possible de garantir cette action mécanique simple pour enlever les voiles de chaque trou et de chaque pièce.
De plus, les éléments mécaniques mis en jeu dans le moule ne venant pas en contact l'un de l'autre lors de la fermeture, le moule selon l'invention n'est pas détérioré lors de la réalisation des orifices.
Selon l'invention, le moyen de positionnement peut permettre de positionner la surface d'appui de l'organe par rapport à la surface de l'élément fixe en vis-à-vis de l'organe est en position sortie.
Selon un mode de réalisation, le moyen de positionnement comporte au moins une plaque mobile munie d'au moins une butée mécanique, la plaque mobile étant mobile par rapport au second élément.
La butée mécanique peut prendre appui sur le premier élément en phase de compactage du moule. Par ailleurs, cette butée mécanique et l'organe mobile sont avantageusement dimensionnés pour qu'en position sortie de l'organe mobile, la distance entre la surface d'appui de l'organe sur la matière plastique et le premier élément ne soit pas nulle et inférieure à 0,2mm, de préférence sensiblement égale à 0,1 mm.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce en matière plastique comportant au moins un orifice, au moyen du moule selon l'invention, le procédé comportant au moins les étapes suivantes :
- on positionne la matière plastique dans l'empreinte du moule ;
- on ferme le moule ;
- on compacte la matière plastique dans l'empreinte, jusqu'à la cote nominale de la pièce à mouler ;
- après fluage de la matière plastique et avant polymérisation de la matière plastique, on descend le moyen de positionnement jusqu'à ce que la butée viennent en contact avec l'élément du moule ;
- on ouvre le moule et l'on éjecte la pièce ; et
- on supprime le voile formé dans l'orifice créé par la broche.
Selon l'invention, on peut supprimer le voile au moyen d'un procédé de grenaillage, de projection de cristaux de C02, de lavage à jet d'eau ou à l'air comprimé ou d'une brosse.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :
- La figure 1 A illustre un moule selon l'invention en position fermée.
- La figure 1 B illustre un moule selon l'invention en position ouverte.
- La figure 2 illustre une partie du moule selon l'invention en position ouverte.
- La figure 3 illustre une partie du moule selon l'invention en phase de compactage.
- La figure 4 illustre une partie du moule selon l'invention en phase de compactage et en position descendue des broches.
- La figure 5 illustre une partie du moule selon l'invention en position ouverte après compactage.
On se réfère maintenant aux figures 1 A et 1 B qui illustrent un moule (1 ) selon l'invention, pour la fabrication d'une pièce (2) en matière plastique (MP). Le moule (1 ) comporte un premier élément (3), fixe selon l'exemple des figures 1 A et 1 B, et en vis-à- vis, un second élément (4), mobile selon cet exemple. Les deux éléments forment en position fermée du moule (1 ) une empreinte (5) correspondant à la pièce (2) à réaliser.
La position fermée est définie comme étant la première position, lors de la descente de l'élément mobile (4), dans laquelle l'élément mobile (4) est en contact avec la matière plastique (MP) introduite dans le moule pour le moulage de la pièce (2). Il existe donc en début de fermeture un espace donc un volume libre de matière entre les deux éléments (3, 4) du moule (1 ), nécessaire pour la phase de compactage. Le second élément (4) comporte au moins un système (6) pour réaliser des orifices de moulage dans la pièce (2). Ce système (6) comporte :
au moins un organe (7) formant empreinte d'un orifice, c'est-à-dire une forme locale et moulante pour chaque orifice, cet organe (7) étant mobile par rapport au second élément (4) dans la direction de fermeture du moule (1 ), entre une position rentrée (dans le second élément (4)) et une position sortie (dans l'empreinte (5)) ; et au moins un moyen de positionnement (8) par rapport au premier élément (3), de l'organe (7) en position sortie.
On entend par orifice une zone avec un évidemment de matière au moins sur la quasi- totalité de son épaisseur. Selon l'invention, l'orifice à la sortie du moule, comporte un voile l'obstruant.
En revanche, sur la pièce finie l'orifice est dit traversant, car le voile a été enlevé. Ainsi, un orifice traversant est une zone avec un évidemment de matière sur la totalité de son épaisseur.
L'organe (7) est mobile en translation par rapport au second élément (4) : il est adapté à coulisser dans le second élément (4), par exemple selon la direction de fermeture du moule (1 ) comme illustré sur les figures.
L'organe (7) comporte une surface (7a) constituant une surface d'appui sur la matière plastique (MP) dans l'empreinte (5) du moule. La position de l'organe (7) lorsque la surface d'appui (7a) est la plus éloignée de l'élément fixe (3), est appelée « position rentrée ». Dans cette position rentrée, la surface (7a) est de préférence en retrait (figures 2, 3 et 5) par rapport à la surface de l'élément (4) formant l'empreinte (5). La surface d'appui (7a) peut également être positionnée au même niveau (figures 1 A et 1 B) que la surface de l'empreinte, de façon à ne peut pas modifier le volume de l'empreinte du moule (1 ). A l'inverse, la position de l'organe (7) lorsque la surface d'appui (7a) est la plus proche de l'élément fixe (3), est appelée « position sortie ». En effet, dans cette position sortie, la surface (7a) est dans l'empreinte (5).
Selon le mode de réalisation particulier illustré sur les figures, l'organe (7) peut être une broche, c'est-à-dire une tige, par exemple métallique, de hauteur D1 . La hauteur D1 est au minimum proche de l'épaisseur de la pièce (2).
La broche (7) comporte une surface, dite supérieure en référence à la figure 1 B, et une seconde surface (7a), dite inférieure en référence à la figure 1 B. La surface inférieure (7a) constitue la surface d'appui sur la matière plastique (MP) dans l'empreinte du moule. Cette surface (7a) a une forme correspondant à celle de l'orifice que l'on souhaite réaliser dans la pièce (2).
Le moyen de positionnement (8) permet de positionner la surface d'appui (7a) de l'organe (7) par rapport à la surface de l'élément fixe (3) en vis-à-vis, à une distance fixée, constante d'un orifice à un autre et répétable d'une pièce à une autre (au sens de la variation de production), lorsque l'organe (7) est en position sortie.
Le moyen de positionnement (8) comporte par exemple tel que représenté sur la figure 1 A : au moins une plaque mobile (9), constituant une plaque d'entraînement de l'organe (7), munie d'au moins une butée mécanique (10). La plaque mobile (9) est liée à l'organe mobile (7) de façon à pouvoir déplacer l'organe mobile (7) dans l'épaisseur du second élément (4) entre sa position rentrée et sa position sortie.
Selon le mode de réalisation des figures, la plaque mobile (9) est sensiblement perpendiculaire à la direction de fermeture du moule (1 ). La plaque (9) est mobile en translation par rapport au second élément (4). La plaque est adaptée à se déplacer selon la direction de fermeture du moule (1 ).
La plaque (9) porte sous sa face située en regard de l'empreinte (5), la broche mobile (7). La plaque (9) porte à périphérie, non en regard de l'empreinte, au moins une butée (10) mécanique. Cette butée (10), parallèle à l'axe de fermeture du moule (1 ), a une longueur D2. En position fermée du moule (1 ), la butée (10) n'est initialement pas en contact avec l'autre élément du moule (3). En revanche, en phase de compactage du moule (1 ), la plaque mobile (9) descend jusqu'à ce que la butée (10) prenne appui, par une surface d'appui (10a), sur le premier élément (3). De cette façon, la butée (10) positionne la plaque (9) à une distance fixe de l'élément (3), et donc, positionne la broche (7) en position sortie à une distance fixe de l'élément (3), indépendamment de la position relative entre les éléments (3) et (4).
En effet, la distance entre la surface d'appui (7a) de l'organe (7) et la surface de l'élément fixe (3) dans l'empreinte, surface en vis-à-vis de l'organe (7), est définie uniquement par rapport à des cotes fixes, et non par rapport à l'épaisseur de la matière plastique dans l'empreinte, et donc non par rapport à la position de l'élément mobile (4). Cette distance est en effet uniquement fonction de :
- la distance (D1 ) entre la surface d'appui (7a) et la plaque mobile (9) ;
- la distance (D2) entre la surface d'appui (10a) de la butée mécanique et la plaque mobile (9) ;
- la distance (D3) entre la cote du point de l'élément en contact avec la butée (10) et la cote de la surface de l'élément (3) en vis-à-vis de la broche (7). Il faut noter que cette distance peut être nulle
Ainsi, le système (6) est dimensionné pour qu'en phase de compactage du moule (1 ) et en position sortie de l'organe mobile (7), la distance entre la surface d'appui de l'organe (7) sur la matière plastique et le premier élément (3) permettent la formation d'un voile fin de matière plastique. Ainsi, la butée (10) et la broche (7) sont dimensionnées, notamment la distance D2 et la distance D1 , pour qu'en phase de compactage du moule (1 ) et en position sortie de la broche (7), la distance entre la surface d'appui de la broche (7) et le premier élément (3) ne soit pas nulle et inférieure à 0,2mm, de préférence sensiblement égale à 0,1 mm.
Ainsi, la broche (7) forme sur la pièce (2) un orifice comportant un voile fin, de l'ordre de 0,1 à 0,2mm.
En se référant à la figure 3, la distance entre la surface d'appui (7a) de la broche (7) en position sortie et l'élément (3) est noté DR
DF = D2 - D1 - D3
Et l'on souhaite que : DF = 0,1 mm
Selon l'exemple décrit, la plaque (9) est liée à la surface supérieure de la broche (7). Il est clair que la plaque (9) peut être liée à différent niveau de la broche (7), et l'homme du métier saura adapter les dimensions de la broche (7) et de la butée (10) pour respecter la côte minimale imposée (DF) entre la surface d'appui (7a) et l'élément (3).
Il est évident que le moule (1 ) comporte autant de broches (7) que la pièce (2) doit comporter d'orifices. Ces broches (7) peuvent être portées chacune par une plaque (9) différente, ou de préférence, portée par une même plaque (9), ou un ensemble de plaque (9), chaque plaque (9) portant plusieurs broches mobiles (7).
Selon un mode préféré de réalisation, le système (6) comporte une plaque (9) portant un ensemble de broches (7) et au moins une butée (10).
Selon un mode de réalisation, la surface (7a) de l'organe (7) est en retrait par rapport à la surface de l'élément (4) formant l'empreinte (5), lorsque l'organe est en position rentré. Ainsi, lors du début de la phase de compactage, la matière plastique (MP) fluant, pénètre dans un volume formé entre la surface d'appui (7a) et l'empreinte (5). Lorsque l'organe (7) passe en position sortie, cette matière est chassée dans l'empreinte (5). Si celle-ci est déjà remplie, alors l'élément mobile (4) remonte, libérant le volume nécessaire à cette matière plastique dans l'empreinte (5).
De même, en position rentrée de l'organe (7) la tige (10) est de préférence en retrait dans l'élément mobile (4). L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce (2) en matière plastique (MP) comportant au moins un orifice, au moyen d'un moule (1 ) selon l'invention. Les figures 2 à 5 illustre le fonctionnement du moule (1 ) et du procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention comporte au moins les étapes suivantes :
- on positionne (figure 2) la matière plastique (MP) dans l'empreinte (5) du moule (1 ) ; - on ferme le moule (1 ) et l'on compacte (figure 3) la matière plastique (MP) dans l'empreinte, jusqu'à la cote nominale de la pièce (2) à mouler ;
- après fluage de la matière plastique (MP) et avant polymérisation de la matière plastique (MP), on descend (figure 4) le moyen de positionnement (8) jusqu'à ce que la butée (10) viennent en contact avec l'élément (3) du moule ; la broche mobile (7) est alors dans sa position sortie à une distance fixe et constante de l'élément (3) permettant la formation d'un voile fin et répétable (d'une pièce à une autre) au fond de l'orifice ;
- on ouvre le moule et l'on éjecte la pièce (2) ; et
- on supprime le voile formé dans l'orifice créé par la broche (7), par exemple au moyen d'un procédé de grenaillage, de projection de cristaux de C02, de lavage à jet d'eau ou à l'air comprimé ou d'une brosse.
Ainsi, le système (6) descend lors de l'étape de fermeture du moule, c'est-à-dire en parallèle de l'étape de descente de l'élément mobile (4). Le système (6) peut être temporairement rendu solidaire de l'élément mobile (4) (pour suivre son mouvement), ou être piloté de façon à accompagner l'élément mobile (4) lors de sa descente vers l'élément fixe (3).
L'élément mobile (4) arrive au contact avec la matière, laissant un espace (entrefer) entre les deux éléments (3, 4) du moule (1 ). La matière plastique (MP) est alors comprimée et commence alors à fluer dans l'empreinte (5). Du fait de l'incertitude en production industrielle sur la quantité de matière plastique réellement introduite dans l'empreinte (5), il existe alors une dispersion de l'épaisseur de matière dans le moule, et donc, l'espace entre les deux éléments (3, 4) du moule (1 ) a une dimension variable.
Avant que la matière plastique (MP) ne commence à polymériser, c'est-à-dire à durcir, le moyen de positionnement (8) descend indépendamment de l'élément mobile (4), entraînant avec lui l'organe (7), jusqu'à venir en butée contre l'élément fixe (3). Le mouvement du moyen de positionnement (8), et donc de l'organe (7), est donc indépendant, désolidarisé du mouvement de l'élément mobile (4). Il faut noter que l'élément mobile (4) peut continuer à se déplacer par rapport à l'élément (3). En effet, il peut y avoir une variation de position de cet élément mobile (4) du fait du fluage de la matière qui remplit l'empreinte. L'élément (4) descend encore jusqu'à ce que l'empreinte soit totalement remplie, ou alors l'élément mobile (4) remonte sous l'effet de la matière plastique repoussée dans l'empreinte par le volume pris par la broche (7) qui entre dans l'épaisseur de la matière.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Moule (1 ) pour la fabrication de pièce (2) en matière plastique (MP), comportant un premier élément (3) et un second élément (4) formant en position fermée du moule (1 ) une empreinte (5) correspondant à la pièce (2) à réaliser, dans lequel le second élément (4) comporte au moins un système (6) pour réaliser des orifices de moulage dans la dite pièce (2), ledit système (6) comportant au moins un organe (7) formant empreinte d'un orifice pour la pièce finie (2), ledit organe (7) étant mobile par rapport au second élément (4), entre une position rentrée et une position sortie dans l'empreinte (5), caractérisé en ce que ledit système (6) comporte au moins un moyen de positionnement (8) par rapport au premier élément (3), de l'organe (7) en position sortie, ledit système (6) étant dimensionné pour qu'en position sortie de l'organe (7), la distance entre une surface d'appui (7a) de l'organe (7) sur la matière plastique (MP) et le premier élément (3) permettent la formation d'un voile fin de matière plastique d'épaisseur répétable.
2. Moule (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de positionnement (8) permet de positionner la surface d'appui (7a) de l'organe (7) par rapport à la surface de l'élément fixe (3) en vis-à-vis de l'organe (7), à une distance fixée lorsque l'organe (7) est en position sortie.
3. Moule (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de positionnement (8) comporte au moins une plaque mobile (9) munie d'au moins une butée mécanique (10), la plaque mobile (9) étant mobile par rapport au second élément (4).
4. Moule (1 ) selon la revendication 3, dans lequel la butée (10) prend appui sur le premier élément (3) en phase de compactage du moule (1 ).
5. Moule (1 ) selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel la butée mécanique (10) et l'organe mobile (7) sont dimensionnés pour qu'en position sortie de l'organe mobile (7), la distance entre la surface d'appui de l'organe (7) sur la matière plastique et le premier élément (3) ne soit pas nulle et inférieure à 0,2mm, de préférence sensiblement égale à 0,1 mm.
6. Procédé de fabrication d'une pièce (2) en matière plastique (MP) comportant au moins un orifice, au moyen du moule (1 ) selon l'une des revendications 1 à 5, le procédé comportant au moins les étapes suivantes :
- on positionne la matière plastique (MP) dans l'empreinte (5) du moule (1 ) ;
- on ferme le moule (1 ) ;
- on compacte la matière plastique (MP) dans l'empreinte (5), jusqu'à la cote nominale de la pièce (2) à mouler ; - après fluage de la matière plastique (MP) et avant polymérisation de la matière plastique (MP), on descend le moyen de positionnement (8) jusqu'à ce que la butée (10) viennent en contact avec l'élément (3) du moule ;
- on ouvre le moule et l'on éjecte la pièce (2) ; et
- on supprime le voile formé dans l'orifice créé par la broche (7).
Procédé selon la revendication 6, dans lequel on supprime le voile au moyen d'un procédé de grenaillage, de projection de cristaux de C02, de lavage à jet d'eau ou à l'air comprimé ou d'une brosse.
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