EP4448201A1 - Procede de fabrication d'un element moulant par fabrication additive et attaque chimique - Google Patents

Procede de fabrication d'un element moulant par fabrication additive et attaque chimique

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EP4448201A1
EP4448201A1 EP22839688.3A EP22839688A EP4448201A1 EP 4448201 A1 EP4448201 A1 EP 4448201A1 EP 22839688 A EP22839688 A EP 22839688A EP 4448201 A1 EP4448201 A1 EP 4448201A1
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EP
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vent
molding element
manufacturing
molding
mold according
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EP22839688.3A
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Romain CALVEL
Pierre CHIGROS
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of vents in a curing mold, and more particularly in a molding element of a curing mold for a tire.
  • tire is meant a tire, in particular composed of different rubber mixtures and reinforcing elements, which is mounted on a rim and filled with air or a particular gas in order to form a wheel with this rim.
  • tire it is also designated a tire, in particular composed of different rubber mixtures and reinforcing elements, which is mounted on a rim without being filled with air or a particular gas in order to form a wheel with this rim.
  • vents in a baking mold is necessary to evacuate the air which can be trapped between the object to be molded and the baking mold when the mold is closed and which can prevent the material from blowing. object to be molded to fit the molding surfaces of the baking mold as closely as possible.
  • the vents are necessary in the partitioned zones of the mold which do not allow natural evacuation of the air, as may be the case at the interface between two molding elements which are movable with respect to each other.
  • the molding elements of a curing mold generally include numerous venting slots.
  • a tire curing mold may include several thousand slots.
  • Patent EP3130439 proposes manufacturing a molding element of a tire curing mold directly with its venting slots. To this end, the molding element is manufactured by an additive manufacturing process by powder bed deposition and selective melting.
  • vents in the form of slots whose width is between 0 and 0.5 mm in order to limit the penetration of the rubber mixture used to make the tire into the vents.
  • the rubbery mixture creates burrs on the outer surface of the tire and, according to patent EP3130439, burrs that are too high reduce the aesthetic appeal of the tire as well as its performance in handling and its wear resistance.
  • the subject of the invention is a method for manufacturing a molding element of a baking mould, said molding element being manufactured by an additive manufacturing process by depositing layers of powder and selective consolidation of the layers of powder, the molding element comprising a molding inner surface and an outer surface opposite the molding inner surface, and the molding element comprising at least one vent allowing air to pass between the molding inner surface and the outer surface of the molding element.
  • the manufacturing method comprises the following steps: a) additive manufacturing of the molding element and of the vent simultaneously, the vent being manufactured with at least one dimension less than its final value, and b) cleaning and enlarging the vent using a process of material removal by chemical attack obtained by immersing the molding element in a chemical bath so as to bring the vent to its final dimensions and reduce the vent surface roughness.
  • the cleaning by chemical bath also makes it possible to evacuate the sintered powder which may be present inside the vents at the end of the additive manufacturing of the molding element.
  • the invention preferably provides that the removal of material by chemical attack of step b) is obtained by plunging the molding element in a chemical-only bath.
  • the invention may also provide that:
  • the slot when the vent takes the form of a slot, the slot is made with a width less than its final width during step a) and in which the width of the slot is increased during step b,
  • the slot is manufactured with a width between 10 and 50 ⁇ m during step a) and in which the width of the slit is increased to a value between 20 and 70 ⁇ m during step b),
  • the vent has a depth of between 0.5 and 3 millimeters, preferably between 1 and 2 millimeters,
  • step b) makes it possible to remove a few micrometers to 30 micrometers of material from a wall of a vent
  • step b) the rough wall or walls of a vent are more eroded than the other less rough parts of the molding element
  • the molding element is made of a metal alloy such as maraging type steel,
  • the molding element and the vent are manufactured by an additive manufacturing process by depositing layers of powder and selective fusion of the layers of powder,
  • the walls of the vent are manufactured additively in each layer of powder with a contour strategy consisting in consolidating said walls continuously all around the vent following a closed contour or several closed and juxtaposed contours,
  • the vent opens into a clearance provided in the outer surface of the molding element, the clearance offering a larger air passage than the vent, - the clearance extends the full length of the vent,
  • the baking mold is a baking mold for a tire.
  • FIG. 1 schematically shows a perspective view of a molding element of a baking mold with a vent produced simultaneously with this molding element
  • FIG. 2 schematically shows a sectional view along a transverse median plane of a molding element of a baking mold with a vent produced simultaneously with this molding element
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view along a transverse median plane of a molding element of a baking mold with a vent manufactured simultaneously with this molding element and cleaned using a chemical bath in accordance with invention
  • FIG. 4 schematically shows a perspective view of a molding element of a baking mold with a vent manufactured simultaneously with this molding element and cleaned using a chemical bath in accordance with the invention.
  • the invention relates to the manufacture of a molding element for a curing mold such as a curing mold for a tire.
  • a tire blank is first assembled from semi-finished products in the form of strips of rubber compound, reinforced or not, and non-rubber components, such as for example metal rods. Then, this tire blank is placed in a curing mold in order to undergo a cycle of curing and molding under pressure which will give the tire its final shape. In particular, it is during this curing and pressure molding step that the sculptures present on the tread of the tire are created.
  • the curing also aims to ensure the cohesion between the various components of the tire, in particular via the vulcanization of the rubber mixtures.
  • Figures 1 to 4 show a molding element 10 which could be used in a curing mold of a tire to shape the tread of this tire.
  • this baking mold is a mold with sectors
  • a molding element 10 is mounted on a support belonging to a sector of this baking mold.
  • the sectors are movable relative to each other.
  • each sector is movable between an open position used to introduce the tire blank or the object to be molded into the curing mold and to extract the tire after curing or the object which has just been molded, and a closed position used for curing and molding under pressure the tire blank or for molding the object to be molded.
  • the molding element 10 comprises a molding inner surface 12 and an outer surface 14 opposite the molding inner surface.
  • the outer surface 14 of the molding element 10 is for example intended to be in contact with another part of the baking mould, such as for example a support belonging to a sector of the baking mould.
  • the molding inner surface 12 comprises longitudinal walls 16 intended to create longitudinal grooves in the tread of the tire or in the object to be molded, and transverse sipes 18 crossing the longitudinal walls 16 and intended to create transverse incisions in the tread of the tire or in the object to be molded.
  • a vent 20 is an orifice passing through a molding element 10 right through.
  • a vent extends in a direction DN normal to the molding inner surface 12.
  • a vent can take different shapes.
  • a vent 20 takes the form of a slot 22.
  • the opening created by the slot 22 in the molding inner surface 12 has a shape, in particular rectangular or oblong, longer than it is wide.
  • the opening created by the slit 22 in the inner molding surface 12 can extend along a straight line in the inner molding surface 12, or along a curved line in the inner molding surface 12, for example to follow the curvature of a curved transverse lamella 18.
  • a vent 20 has a depth P between 0.5 and 3 millimeters, and preferably between 1 and 2 millimeters.
  • the depth P of a vent 20 is measured in the normal direction DN in which this vent 20 extends from the inner molding surface 12.
  • the depth P of a vent is limited in order to reduce the manufacturing time of this vent and to facilitate the cleaning of this vent after one or more cycles of use of the mould.
  • the vent 20 preferably opens into a recess 24 provided in the outer surface 14 of the molding element.
  • a clearance 24 offers a larger air passage than the vent 20.
  • a clearance 24 does not open into the molding inner surface 12.
  • a clearance extends only in part of the thickness E of a molding element 10 , the thickness E being the distance separating the molding inner surface 12 from the outer surface 14.
  • the depth P of a vent must be sufficient to prevent the molded material from flowing beyond the vent and accumulating in the release 24.
  • the method of manufacturing a molding element 10 comprises the following steps: a) additive manufacturing of the molding element 10 and of the vent 20 simultaneously, the vent being manufactured with at least one dimension less than its final value, and b) cleaning and enlargement of the vent 20 using a method of removing material by chemical attack obtained by immersing the molding element in a chemical bath so as to bring the vent to its final dimensions and to reduce the surface roughness of the vent.
  • the molding element 10 and the vent 20 are preferably manufactured by an additive manufacturing process by deposition of layers of powder and selective consolidation of the layers of powder.
  • the molding element 10 and the vent 20 are manufactured by an additive manufacturing process by deposition of layers of powder and selective melting of the layers of powder.
  • the molding element 10 is made of a metal alloy.
  • the molding element 10 is made of a maraging type steel.
  • Additive manufacturing by powder bed deposition and selective melting is an additive manufacturing process in which one or more objects are manufactured by the selective melting of different layers of additive manufacturing powder superimposed on each other.
  • the first layer of powder is deposited on a support such as a plate, then selectively fused using one or more sources of energy or heat along a first horizontal section of the object or objects to be manufactured. Then, a second layer of powder is deposited on the first layer of powder which has just been merged, and this second layer of powder is in turn selectively merged, and so on until the last layer of powder useful for the manufacture of the last horizontal section of the object(s) to be manufactured.
  • the selective melting of a layer of powder is for example obtained by the displacement, called scanning, of the spot of at least one laser beam on said layer of powder.
  • the molding element 10 and the vent 20 are additively manufactured on an additive manufacturing plate belonging to an additive manufacturing machine by powder bed deposition and selective melting by laser beam.
  • the molding element 10 is integral with the additive manufacturing plate, in particular via supports which are also manufactured additively on this plate. These supports are intended to facilitate the separation of the molding element from the additive manufacturing plate and also make it possible to support parts of the molding element which would otherwise be suspended above the plate or other parts of the molding element. .
  • the molding element 10 is preferably detached from the additive manufacturing plate, and possibly also from these supports.
  • step a) the manufacturing method according to the invention provides for manufacturing the vent with at least one dimension less than its final value in order to allow the expansion and cleaning of the vent during step b) next.
  • the slot is made with a width I less than its final width during step a).
  • the length L of the slot generally being much greater than its width I, the slot is for example manufactured with a length substantially equal to its final length during step a).
  • the width I of a slot 22 corresponds to the smallest dimension of the opening created by this slot 22 in the molding inner surface 12.
  • the length L of a slot 22 is the largest dimension of the opening created by this slot 22 in the molding inner surface 12.
  • a slot is manufactured with a length L of a few millimeters to several centimeters.
  • a clearance 24 extends over the entire length of the vent, and therefore over the entire length L of a slot 22 forming a vent. Still to concentrate the chemical attack on the walls 26 of the vent 20 and as can be seen in Figures 2 and 3, the walls of a clearance 24 are inclined towards the vent 20.
  • the manufacturing method according to the invention provides for cleaning and enlarging the vent 20 using a process for removing material by chemical attack obtained by immersing the molding element in a chemical bath so as to bring the vent to its final dimensions and to reduce the surface roughness of the vent.
  • reducing the surface roughness of the vent it is understood to reduce the roughness of the walls 26 of the vent 20 located in the thickness E of the molding element. These walls are rough, for example due to the production of the molding element by an additive manufacturing process, and for example due to the heat transmitted by conduction through the walls of the vent to the powder present in the vent during there additive manufacturing and which may lead to partial sintering of this powder.
  • the method according to the invention can provide that the walls 26 of the vent are manufactured additively in each layer of powder with a contour strategy consisting of consolidating said walls 26 continuously all around the vent by following a closed contour or several closed and juxtaposed contours.
  • the vent 20 takes the form of a slot 22, and the slot 22 is manufactured with a width I less than its final width during step a), the width I of the slot is increased in step b), as shown in Figures 2 and 3.
  • a slot 22 when the vent 20 takes the form of a slot 22, the slot is manufactured with a width I of between 10 and 50 ⁇ m during step a) and the width I of the slot is increased. up to a value of between 20 and 70 ⁇ m during step b).
  • a slot 22 generally has a length L of between 5 and 50 mm.
  • the process for removing material by chemical attack obtained in a chemical bath makes it possible to remove a few micrometers to 30 micrometers of material from a wall 26 of a vent.
  • the method of removing material by chemical attack obtained in a chemical bath makes it possible to reduce the roughness of a wall 26 of a vent.
  • the material removal process by chemical attack used during step b) is a surface treatment process. This process makes it possible to remove the metal ion by ion from the surfaces of the molding element.
  • the molding element 10 is preferably completely immersed in a chemical bath.
  • the rough wall or walls 26 of a vent are areas which are more eroded during step b) than the other less rough parts of the molding element.
  • the molding element 10 is cleaned and rinsed before performing step b).
  • the molding element 10 can also be pickled before the implementation of step b).
  • the molding element is at least rinsed, and a post-treatment can also be carried out to remove the residues of the chemical attack.
  • step b) the removal of material by chemical attack of step b) is obtained by immersing the molding element in a chemical bath only.
  • This purely chemical bath comprises for example at least one acid, and optionally at least one additive such as a surfactant, a viscosity regulator or a glossing agent.
  • the chemical bath can be heated and regulated in temperature.
  • the chemical attack can also be associated with an electrolytic action.
  • the solely chemical bath offers the advantage of further promoting the removal of material in the vents rather than on the interior and exterior surfaces of the object.
  • molding element Indeed, the roughness of the walls of the vents and the narrowness of these vents concentrates the chemical attack inside these vents. This avoids modifying too significantly the dimensions of the molding element, and in particular of the molding inner surface 12 of this molding element.
  • the duration of step b) is reduced and therefore the manufacturing cost of the molding element 10 is reduced.
  • a molding element 10 generally comprises a plurality of vents 20 and that the method of manufacturing a molding element which has just been described also applies and in the same way to an element molding 10, in particular a mold for curing a tire, which comprises a plurality of vents 20 defining a plurality of air passages between the molding inner surface and the outer surface of this molding element.
  • the manufacturing method according to the invention is particularly suitable for the manufacture of a molding element of a tire curing mould, and in particular of a tire curing mold with sectors.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson, ledit élément moulant étant fabriqué par un procédé de fabrication additif, l'élément moulant comprenant une surface intérieure moulante et une surface extérieure opposée à la surface intérieure moulante, et l'élément moulant comprenant au moins un évent permettant un passage d'air entre la surface intérieure moulante et la surface extérieure de l'élément moulant, le procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :a) fabrication additive de l'élément moulant et de l'évent simultanément, l'évent étant fabriqué avec au moins une dimension inférieure à sa valeur finale, et b) nettoyage et agrandissement de l'évent à l'aide d'un procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue en plongeant l'élément moulant dans un bain uniquement chimique de manière à amener l'évent à ses dimensions finales et à réduire la rugosité de surface de l'évent.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN ELEMENT MOULANT PAR FABRICATION ADDITIVE ET ATTAQUE CHIMIQUE
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention est relative à la fabrication d'évents dans un moule de cuisson, et plus particulièrement dans un élément moulant d'un moule de cuisson d'un pneumatique.
[0002] Par pneumatique, il est désigné un bandage, notamment composé de différents mélanges caoutchouteux et d'éléments de renfort, qui est monté sur une jante et rempli d'air ou d'un gaz particulier afin de former une roue avec cette jante. Par pneumatique, il est aussi désigné un bandage, notamment composé de différents mélanges caoutchouteux et d'éléments de renfort, qui est monté sur une jante sans être rempli d'air ou d'un gaz particulier afin de former une roue avec cette jante.
[0003] La présence d'évents dans un moule de cuisson est nécessaire pour évacuer l'air qui peut se retrouver enfermé entre l'objet à mouler et le moule de cuisson lors de la fermeture du moule et qui peut empêcher le matériau de l'objet à mouler d'épouser au mieux les surfaces moulantes du moule de cuisson. Notamment, les évents sont nécessaires dans des zones cloisonnées du moule qui ne permettent pas une évacuation naturelle de l'air comme cela peut être le cas à l'interface entre deux éléments moulants mobiles l'un par rapport à l'autre.
[0004] Dans le cas d'un moule de cuisson d'un pneumatique, les éléments moulants d'un moule de cuisson comprennent généralement de nombreuses fentes d'éventation. Par exemple, un moule de cuisson d'un pneumatique peut comprendre plusieurs milliers de fentes.
ART ANTERIEUR
[0005] Le brevet EP3130439 propose de fabriquer un élément moulant d'un moule de cuisson d'un pneumatique directement avec ses fentes d'éventation. A cet effet, l'élément moulant est fabriqué par un procédé de fabrication additive par dépôt de lit de poudre et fusion sélective.
[0006] Dans le brevet EP3130439, il est aussi prévu de fabriquer des évents prenant la forme de fentes dont la largeur se situe entre 0 et 0,5 mm afin de limiter la pénétration du mélange caoutchouteux utilisé pour confectionner le pneumatique dans les évents. En effet, en pénétrant dans les évents, le mélange caoutchouteux créé des bavures sur la surface extérieure du pneumatique et, d'après le brevet EP3130439, des bavures trop hautes réduisent l'attrait esthétique du pneumatique ainsi que ses performances en comportement routier et sa résistance à l'usure.
[0007] Selon un inconvénient du procédé de fabrication décrit dans le brevet EP3130439, il arrive que la poudre située à l'intérieur d'un évent subisse un frittage, notamment lorsque les parois de l'évent sont très proches l'une de l'autre et par exemple distantes l'une de l'autre de moins de 0,5 mm. Ce frittage de la poudre dans les évents entraîne d'une part une irrégularité en largeur des évents qui ne fournissent pas les débits d'air souhaités, et d'autre part, il entraîne une forte rugosité des parois des évents favorisant la rétention du mélange caoutchouteux dans les évents et donc leur obstruction après seulement quelques cycles d'utilisation du moule.
RESUME DE L'INVENTION
[0008] La présente invention a pour objectif de remédier aux inconvénients de l'art antérieur qui vient d'être décrit. [0009] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson, ledit élément moulant étant fabriqué par un procédé de fabrication additif par dépôt de couches de poudre et consolidation sélective des couches de poudre, l'élément moulant comprenant une surface intérieure moulante et une surface extérieure opposée à la surface intérieure moulante, et l'élément moulant comprenant au moins un évent permettant un passage d'air entre la surface intérieure moulante et la surface extérieure de l'élément moulant.
[0010] Selon l'invention, le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes : a) fabrication additive de l'élément moulant et de l'évent simultanément, l'évent étant fabriqué avec au moins une dimension inférieure à sa valeur finale, et b) nettoyage et agrandissement de l'évent à l'aide d'un procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue en plongeant l'élément moulant dans un bain chimique de manière à amener l'évent à ses dimensions finales et à réduire la rugosité de surface de l'évent.
[0011] En enlevant de la matière des parois des évents d'un élément moulant, le nettoyage par bain chimique permet d'améliorer la régularité en largeur des évents et donc de garantir les débits d'air souhaités. L'abaissement de la rugosité des parois des évents obtenue via le nettoyage par bain chimique réduit la capacité du matériau moulé à être retenu dans les évents et donc facilite le nettoyage de ces évents après plusieurs cycles d'utilisation du moule de cuisson.
[0012] Avantageusement, le nettoyage par bain chimique permet aussi d'évacuer la poudre frittée qui peut être présente à l'intérieur des évents à l'issue de la fabrication additive de l'élément moulant.
[0013] Pour favoriser le retrait de matière dans les évents plutôt que sur les surfaces intérieure et extérieure de l'élément moulant, l'invention prévoit de préférence que le retrait de matière par attaque chimique de l'étape b) est obtenu en plongeant l'élément moulant dans un bain uniquement chimique.
[0014] Avantageusement mais non obligatoirement, l'invention peut aussi prévoir que :
- lorsque l'évent prend la forme d'une fente, la fente est fabriquée avec une largeur inférieure à sa largeur finale lors de l'étape a) et dans lequel la largeur de la fente est augmentée lors de l'étape b,
- la fente est fabriquée avec une largeur comprise entre 10 et 50 pm lors de l'étape a) et dans lequel la largeur de la fente est augmentée jusqu'à une valeur comprise entre 20 et 70 pm lors de l'étape b),
- l'évent a une profondeur comprise entre 0,5 et 3 millimètres, de préférence comprise entre 1 et 2 millimètres,
- le procédé de retrait de matière par attaque chimique de l'étape b) permet d'enlever de quelques micromètres à 30 micromètres de matière à une paroi d'un évent,
- lors de la mise en oeuvre de l'étape b), la ou les parois rugueuses d'un évent sont davantage érodées que les autres parties moins rugueuses de l'élément moulant,
- l'élément moulant est fabriqué dans un alliage métallique tel un acier de type maraging,
- l'élément moulant et l'évent sont fabriqués par un procédé de fabrication additif par dépôt de couches de poudre et fusion sélective des couches de poudre,
- les parois de l'évent sont fabriquées additivement dans chaque couche de poudre avec une stratégie de contour consistant à consolider lesdites parois de manière continue tout autour de l'évent en suivant un contour fermé ou plusieurs contours fermés et juxtaposés,
- l'évent débouche dans un dégagement prévu dans la surface extérieure de l'élément moulant, le dégagement offrant un passage d'air plus important que l'évent, - le dégagement s'étend dans toute la longueur de l'évent,
- les parois du dégagement sont inclinées vers l'évent,
- le moule de cuisson est un moule de cuisson d'un pneumatique.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre. Cette description, donnée à titre d'exemple et non limitative, se réfère aux dessins joints en annexe sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un élément moulant d'un moule de cuisson avec un évent fabriqué simultanément avec cet élément moulant,
- la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe selon un plan médian transversal d'un élément moulant d'un moule de cuisson avec un évent fabriqué simultanément avec cet élément moulant,
- la figure 3 représente schématiquement une vue en coupe selon un plan médian transversal d'un élément moulant d'un moule de cuisson avec un évent fabriqué simultanément avec cet élément moulant et nettoyé à l'aide d'un bain chimique conformément à l'invention,
- la figure 4 représente schématiquement une vue en perspective d'un élément moulant d'un moule de cuisson avec un évent fabriqué simultanément avec cet élément moulant et nettoyé à l'aide d'un bain chimique conformément à l'invention.
[0016] L'invention est relative à la fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson tel un moule de cuisson d'un pneumatique.
[0017] En vue de la fabrication d'un pneumatique, une ébauche de pneumatique est dans un premier temps assemblée à partir de produits semi-finis prenant la forme de bandes de mélanges caoutchouteux, renforcées ou non, et de composants non caoutchouteux, comme par exemple des tringles métalliques. Puis, cette ébauche de pneumatique est placée dans un moule de cuisson afin de subir un cycle de cuisson et de moulage sous pression qui conférera au pneumatique sa forme finale. Notamment, c'est lors de cette étape de cuisson et de moulage sous pression que les sculptures présentes sur la bande roulement du pneumatique sont créées. La cuisson a aussi pour objectif d'assurer la cohésion entre les différents composants du pneumatique, notamment via la vulcanisation des mélanges caoutchouteux.
[0018] Les figures 1 à 4 représentent un élément moulant 10 qui pourrait être utilisé dans un moule de cuisson d'un pneumatique pour mettre en forme la bande de roulement de ce pneumatique. Dans le cas où ce moule de cuisson est un moule à secteurs, un élément moulant 10 vient se monter sur un support appartenant à un secteur de ce moule de cuisson. Dans un moule à secteurs, les secteurs sont mobiles les uns par rapport aux autres. De plus, chaque secteur est mobile entre une position ouverte utilisée pour introduire l'ébauche de pneumatique ou l'objet à mouler dans le moule de cuisson et pour extraire le pneumatique après cuisson ou l'objet qui vient d'être moulé, et une position fermée utilisée pour la cuisson et le moulage sous pression de l'ébauche de pneumatique ou pour le moulage de l'objet à mouler.
[0019] Comme l'illustrent les figures 1 et 2, l'élément moulant 10 comprend une surface intérieure moulante 12 et une surface extérieure 14 opposée à la surface intérieure moulante. La surface extérieure 14 de l'élément moulant 10 est par exemple destinée à être en contact avec une autre partie du moule de cuisson, comme par exemple un support appartenant à un secteur du moule de cuisson.
[0020] Par exemple, la surface intérieure moulante 12 comprend des parois longitudinales 16 destinées à créer des rainures longitudinales dans la bande de roulement du pneumatique ou dans l'objet à mouler, et des lamelles transversales 18 croisant les parois longitudinales 16 et destinées à créer des incisions transversales dans la bande de roulement du pneumatique ou dans l'objet à mouler.
[0021] Afin de permettre une évacuation de l'air qui pourrait être emprisonné entre la surface intérieure moulante 12 et l'ébauche de pneumatique ou l'objet à mouler, et particulièrement dans une zone cloisonnée comme celle située entre deux parois longitudinales 16 et deux lamelles transversales 18, l'élément moulant 10 comprend au moins un évent 20 permettant un passage d'air entre la surface intérieure moulante 12 et la surface extérieure 14 de l'élément moulant.
[0022] Comme cela est visible en figure 2, un évent 20 est un orifice traversant un élément moulant 10 de part en part. De préférence, un évent s'étend dans une direction normale DN à la surface intérieure moulante 12. Un évent peut prendre différentes formes. Dans un mode de réalisation préféré, un évent 20 prend la forme d'une fente 22. De préférence, l'ouverture créée par la fente 22 dans la surface intérieure moulante 12 a une forme, notamment rectangulaire ou oblongue, plus longue que large. L'ouverture créée par la fente 22 dans la surface intérieure moulante 12 peut s'étendre le long d'une ligne rectiligne dans la surface intérieure moulante 12, ou selon une ligne courbe dans la surface intérieure moulante 12, par exemple pour suivre la courbure d'une lamelle transversale 18 courbée.
[0023] Dans un mode de réalisation préféré d'un élément moulant 10, un évent 20 a une profondeur P comprise entre 0,5 et 3 millimètres, et de préférence comprise entre 1 et 2 millimètres. La profondeur P d'un évent 20 est mesurée dans la direction normale DN dans laquelle s'étend cet évent 20 depuis la surface intérieure moulante 12. La profondeur P d'un évent est limitée pour réduire le temps de fabrication de cet évent et pour faciliter le nettoyage de cet évent après un ou plusieurs cycles d'utilisation du moule.
[0024] Afin de limiter la profondeur P d'un évent, l'évent 20 débouche de préférence dans un dégagement 24 prévu dans la surface extérieure 14 de l'élément moulant. Un dégagement 24 offre un passage d'air plus important que l'évent 20. Un dégagement 24 ne débouche pas dans la surface intérieure moulante 12. Un dégagement s'étend seulement dans une partie de l'épaisseur E d'un élément moulant 10, l'épaisseur E étant la distance séparant la surface intérieure moulante 12 de la surface extérieure 14. La profondeur P d'un évent doit être suffisante pour éviter que la matière moulée flue au-delà de l'évent et s'accumule dans le dégagement 24.
[0025] Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un élément moulant 10 comprend les étapes suivantes : a) fabrication additive de l'élément moulant 10 et de l'évent 20 simultanément, l'évent étant fabriqué avec au moins une dimension inférieure à sa valeur finale, et b) nettoyage et agrandissement de l'évent 20 à l'aide d'un procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue en plongeant l'élément moulant dans un bain chimique de manière à amener l'évent à ses dimensions finales et à réduire la rugosité de surface de l'évent.
[0026] Lors de l'étape a), l'élément moulant 10 et l'évent 20 sont de préférence fabriqués par un procédé de fabrication additif par dépôt de couches de poudre et consolidation sélective des couches de poudre. Par exemple, l'élément moulant 10 et l'évent 20 sont fabriqués par un procédé de fabrication additif par dépôt de couches de poudre et fusion sélective des couches de poudre. De préférence, l'élément moulant 10 est fabriqué dans un alliage métallique. Par exemple, l'élément moulant 10 est fabriqué dans un acier de type maraging. [0027] La fabrication additive par dépôt de lit de poudre et fusion sélective est un procédé de fabrication additif dans lequel un ou plusieurs objets sont fabriquées par la fusion sélective de différentes couches de poudre de fabrication additive superposées les unes sur les autres. La première couche de poudre est déposée sur un support tel un plateau, puis fusionnée sélectivement à l'aide d'une ou plusieurs sources d'énergie ou de chaleur selon une première section horizontale du ou des objets à fabriquer. Puis, une deuxième couche de poudre est déposée sur la première couche de poudre qui vient d'être fusionnée, et cette deuxième couche de poudre est fusionnée sélectivement à son tour, et ainsi de suite jusqu'à la dernière couche de poudre utile à la fabrication de la dernière section horizontale du ou des objets à fabriquer.
[0028] Dans la présente invention, la fusion sélective d'une couche de poudre est par exemple obtenue par le déplacement, dit balayage, du spot d'au moins un faisceau laser sur ladite couche de poudre.
[0029] Par exemple, l'élément moulant 10 et l'évent 20 sont fabriqués additivement sur un plateau de fabrication additive appartenant à une machine de fabrication additive par dépôt de lit de poudre et fusion sélective par faisceau laser. A l'issue de la fabrication additive, l'élément moulant 10 est solidaire du plateau de fabrication additive, notamment via des supports qui sont aussi fabriqués additivement sur ce plateau. Ces supports sont destinés à faciliter la séparation de l'élément moulant du plateau de fabrication additive et permettent aussi de supporter des parties de l'élément moulant qui seraient sinon en suspension au-dessus du plateau ou d'autres parties de l'élément moulant.
[0030] En vue de la mise en oeuvre de l'étape b), l'élément moulant 10 est de préférence désolidarisé du plateau de fabrication additive, et éventuellement aussi de ces supports.
[0031] Lors de l'étape a), le procédé de fabrication selon l'invention prévoit de fabriquer l'évent avec au moins une dimension inférieure à sa valeur finale afin de permettre l'agrandissement et le nettoyage de l'évent lors de l'étape b) suivante.
[0032] Dans le cas où l'évent 20 prend la forme d'une fente 22, la fente est fabriquée avec une largeur I inférieure à sa largeur finale lors de l'étape a). La longueur L de la fente étant généralement beaucoup plus importante que sa largeur I, la fente est par exemple fabriquée avec une longueur sensiblement égale à sa longueur finale lors de l'étape a). La largeur I d'une fente 22 correspond à la plus petite dimension de l'ouverture créée par cette fente 22 dans la surface intérieure moulante 12. A l'inverse, la longueur L d'une fente 22 est la plus grande dimension de l'ouverture créée par cette fente 22 dans la surface intérieure moulante 12. Par exemple, une fente est fabriquée avec une longueur L de quelques millimètres à plusieurs centimètres. Pour favoriser l'attaque chimique des parois 26 de l'évent 20, un dégagement 24 s'étend dans toute la longueur de l'évent, et donc dans toute la longueur L d'une fente 22 formant un évent. Toujours pour concentrer l'attaque chimique sur les parois 26 de l'évent 20 et comme cela est visible sur les figures 2 et 3, les parois d'un dégagement 24 sont inclinées vers l'évent 20.
[0033] Lors de l'étape b), le procédé de fabrication selon l'invention prévoit de nettoyer et d'agrandir l'évent 20 à l'aide d'un procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue en plongeant l'élément moulant dans un bain chimique de manière à amener l'évent à ses dimensions finales et à réduire la rugosité de surface de l'évent. Par réduire la rugosité de surface de l'évent, il est entendu réduire la rugosité des parois 26 de l'évent 20 situées dans l'épaisseur E de l'élément moulant. Ces parois sont rugueuses par exemple en raison de la réalisation de l'élément moulant par un procédé de fabrication additif, et par exemple en raison de la chaleur transmise par conduction par les parois de l'évent à la poudre présente dans l'évent pendant la fabrication additive et pouvant entraîner un frittage partiel de cette poudre. En vue de limiter la rugosité des parois 26 de l'évent et pour faciliter le nettoyage de l'évent par l'attaque chimique, le procédé selon l'invention peut prévoir que les parois 26 de l'évent sont fabriquées additivement dans chaque couche de poudre avec une stratégie de contour consistant à consolider lesdites parois 26 de manière continue tout autour de l'évent en suivant un contour fermé ou plusieurs contours fermés et juxtaposés.
[0034] Dans le cas où l'évent 20 prend la forme d'une fente 22, et que la fente 22 est fabriquée avec une largeur I inférieure à sa largeur finale lors de l'étape a), la largeur I de la fente est augmentée lors de l'étape b), comme l'illustrent les figures 2 et 3.
[0035] Par exemple, lorsque l'évent 20 prend la forme d'une fente 22, la fente est fabriquée avec une largeur I comprise entre 10 et 50 pm lors de l'étape a) et la largeur I de la fente est augmentée jusqu'à une valeur comprise entre 20 et 70 pm lors de l'étape b). Pour donner un ordre d'idées, une fente 22 a généralement une longueur L comprise entre 5 et 50 mm.
[0036] Par exemple, le procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue dans un bain chimique permet d'enlever de quelques micromètres à 30 micromètres de matière à une paroi 26 d'un évent. De plus, le procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue dans un bain chimique permet de réduire la rugosité d'une paroi 26 d'un évent.
[0037] Le procédé de retrait de matière par attaque chimique utilisé lors de l'étape b) est un procédé de traitement de surface. Ce procédé permet de retirer ion par ion le métal des surfaces de l'élément moulant.
[0038] Lors de la mise en oeuvre de l'étape b), l'élément moulant 10 est de préférence totalement immergé dans un bain chimique.
[0039] Avantageusement, la ou les parois 26 rugueuses d'un évent sont des zones qui sont davantage érodées lors de l'étape b) que les autres parties moins rugueuses de l'élément moulant.
[0040] Idéalement, l'élément moulant 10 est nettoyé et rincé avant la mise en oeuvre de l'étape b). Eventuellement, l'élément moulant 10 peut aussi être décapé avant la mise en en oeuvre de l'étape b). Après la mise en oeuvre de l'étape b), l'élément moulant est au moins rincé, et un post-traitement peut aussi être effectué pour retirer les résidus de l'attaque chimique.
[0041] Dans une variante préférée de mise en oeuvre de l'étape b), le retrait de matière par attaque chimique de l'étape b) est obtenu en plongeant l'élément moulant dans un bain uniquement chimique. Ce bain uniquement chimique comprend par exemple au moins un acide, et éventuellement au moins un additif tel un agent tensio-actif, un régulateur de viscosité ou un agent de brillantage. Eventuellement, pour une attaque chimique optimale, le bain chimique peut être chauffé et régulé en température.
[0042] Pour améliorer l'effet du traitement de surface, l'attaque chimique peut aussi être associée à une action électrolytique.
[0043] Comparativement à un bain chimique et électrolytique dans lequel toutes les surfaces de l'objet sont attaquées, le bain uniquement chimique offre l'avantage de favoriser davantage le retrait de matière dans les évents plutôt que sur les surfaces intérieure et extérieure de l'élément moulant. En effet, la rugosité des parois des évents et l'étroitesse de ces évents concentre l'attaque chimique à l'intérieur de ces évents. Ainsi, on évite de modifier de manière trop significative les dimensions de l'élément moulant, et notamment de la surface intérieure moulante 12 de cet élément moulant. [0044] Avantageusement, en limitant la profondeur P d'un évent, on réduit la durée de l'étape b) et donc on réduit le coût de fabrication de l'élément moulant 10.
[0045] Il est à noter qu'un élément moulant 10 comprend généralement une pluralité d'évents 20 et que le procédé de fabrication d'un élément moulant qui vient d'être décrit s'applique aussi et de la même manière à un élément moulant 10, notamment d'un moule de cuisson d'un pneumatique, qui comprend une pluralité d'évents 20 définissant une pluralité de passages d'air entre la surface intérieure moulante et la surface extérieure de cet élément moulant.
[0046] Le procédé de fabrication selon l'invention est particulièrement adapté à la fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson de pneumatique, et notamment d'un moule de cuisson de pneumatique à secteurs.

Claims

Revendications
1. Procédé de fabrication d'un élément moulant (10) d'un moule de cuisson, ledit élément moulant étant fabriqué par un procédé de fabrication additif par dépôt de couches de poudre et consolidation sélective des couches de poudre, l'élément moulant comprenant une surface intérieure moulante (12) et une surface extérieure (14) opposée à la surface intérieure moulante, et l'élément moulant comprenant au moins un évent (20) permettant un passage d'air entre la surface intérieure moulante et la surface extérieure de l'élément moulant, le procédé de fabrication étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) fabrication additive de l'élément moulant et de l'évent simultanément, l'évent étant fabriqué avec au moins une dimension inférieure à sa valeur finale, et b) nettoyage et agrandissement de l'évent à l'aide d'un procédé de retrait de matière par attaque chimique obtenue en plongeant l'élément moulant dans un bain chimique de manière à amener l'évent à ses dimensions finales et à réduire la rugosité de surface de l'évent, et en ce que le retrait de matière par attaque chimique de l'étape b) est obtenu en plongeant l'élément moulant dans un bain uniquement chimique.
2. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon la revendication précédente, dans lequel, l'évent prenant la forme d'une fente (22), la fente est fabriquée avec une largeur I inférieure à sa largeur I finale lors de l'étape a) et dans lequel la largeur I de la fente est augmentée lors de l'étape b).
3. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon la revendication 2, dans lequel la fente est fabriquée avec une largeur I comprise entre 10 et 50 pm lors de l'étape a) et dans lequel la largeur I de la fente est augmentée jusqu'à une valeur comprise entre 20 et 70 pm lors de l'étape b).
4. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'évent a une profondeur P comprise entre 0,5 et 3 millimètres, de préférence comprise entre 1 et 2 millimètres.
5. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le procédé de retrait de matière par attaque chimique de l'étape b) permet d'enlever de quelques micromètres à 30 micromètres de matière à une paroi (26) d'un évent.
6. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, lors de la mise en oeuvre de l'étape b), la ou les parois (26) rugueuses d'un évent sont davantage érodées que les autres parties moins rugueuses de l'élément moulant.
7. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément moulant (10) est fabriqué dans un alliage métallique tel un acier de type maraging.
8. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément moulant (10) et l'évent (20) sont 9 fabriqués par un procédé de fabrication additif par dépôt de couches de poudre et fusion sélective des couches de poudre. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon la revendication
8, dans lequel les parois (26) de l'évent sont fabriquées additivement dans chaque couche de poudre avec une stratégie de contour consistant à consolider lesdites parois (26) de manière continue tout autour de l'évent en suivant un contour fermé ou plusieurs contours fermés et juxtaposés. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'évent débouche dans un dégagement (24) prévu dans la surface extérieure de l'élément moulant, le dégagement offrant un passage d'air plus important que l'évent. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon la revendication
10, dans lequel le dégagement (24) s'étend dans toute la longueur de l'évent. Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon la revendication 10 ou 11, dans lequel les parois du dégagement (24) sont inclinées vers l'évent (20). Procédé de fabrication d'un élément moulant d'un moule de cuisson selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moule de cuisson est un moule de cuisson d'un pneumatique.
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