FR2460775A1

FR2460775A1 - METHOD FOR MAKING A PLASTIC MOLDED BODY WITH SURFACE COATING

Info

Publication number: FR2460775A1
Application number: FR8015419A
Authority: FR
Inventors: Heinz Huber
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-07-11
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1981-01-30
Also published as: DE2927983A1; FR2460775B1; GB2054448A; DE2927983B2; GB2054448B

Abstract

PROCEDE DE REALISATION D'UN CORPS MOULE EN MATIERE PLASTIQUE AVEC REVETEMENT DE SURFACE. MATIERE PLASTIQUE A BAS POINT DE FUSION ET MATERIAU DE REVETEMENT APPORTE AUPARAVANT SUR LA SURFACE INTERIEURE REFRACTAIRE DU MOULE. LA PROJECTION THERMIQUE DU REVETEMENT 3 SUR LA SURFACE DE MOULAGE S'EFFECTUE A UNE TEMPERATURE DE CELLE-CI INFERIEURE A CELLE DUDIT MATERIAU, ET L'ON N'INTRODUIT LA MATIERE PLASTIQUE QU'AU REFROIDISSEMENT A SA TEMPERATURE DU MATERIAU DE REVETEMENT 3. APPLICATION POSSIBLE A DES CORPS MOULES EN MATIERE PLASTIQUE MUNIS DE REVETEMENTS METALLIQUES DE SURFACE ASSURANT PAR EXEMPLE UNE PROTECTION CONTRE L'ECLAIR ETOU L'EROSION.PROCESS FOR MAKING A MOLDED BODY OF PLASTIC MATERIAL WITH SURFACE COATING. LOW MELTING PLASTIC MATERIAL AND COATING MATERIAL PREVIOUSLY PROVIDED ON THE REFRACTORY INTERIOR SURFACE OF THE MOLD. THE THERMAL PROJECTION OF THE COATING 3 ON THE MOLDING SURFACE IS CARRIED OUT AT A TEMPERATURE OF THE SAME LOWER THAN THAT OF THE SAID MATERIAL, AND THE PLASTIC MATERIAL IS INTRODUCED ONLY TO THE COOLING AT ITS TEMPERATURE OF THE COATING MATERIAL 3. POSSIBLE APPLICATION TO MOLDED BODIES OF PLASTIC MATERIAL EQUIPPED WITH METAL SURFACE COATINGS PROVIDING FOR EXAMPLE PROTECTION AGAINST LIGHTNING AND OR EROSION.

Description

"Procédé de réalisation d'un corps moulé en matière plasti-"Process for producing a plastic molded body

que avec revêtement de surface."only with surface coating. "

La présente invention concerne un procédé de réalisa- The present invention relates to a method for producing

tion d'un corps moulé à revêtement de surface, à partir d'une matière plastique à point de fusion plus bas que celui du matériau de revêtement, par insertion de la matière plastique dans un moule sur la surface réfractaire intérieure duquel ledit matériau de revêtement est apporté auparavant en une couche pouvant s'assembler directement au corps de base forming a surface-coated molded body from a plastic material having a lower melting point than that of the coating material by inserting the plastic material into a mold on the inner refractory surface of which said coating material is brought beforehand in a layer that can be assembled directly to the basic body

formé par la matière plastique.formed by the plastic material.

On connaît, par le brevet allemand n0 22 18 320, un German Patent No. 22 18 320 discloses a

tel procédé de réalisation de corps moulés en matière plas- such a method for producing molded bodies made of plastics

tique durcissable dans lequel, en vue d'une liaison parti- curable agent in which, for the purpose of a particular

culièrement intime et indissoluble entre le corps de base du corps moulé et son revêtement de surface, on utilise un matériau de revêtement additionné d'un liant et renfermant une matière plastique durcissable. On est ainsi limité à un revêtement de surface qui comporte une part de la matière plastique choisie pour le corps moulé et, en toute règle, ne In a particularly intimate and indissoluble manner between the base body of the molded body and its surface coating, a binder-added coating material containing a curable plastic material is used. It is thus limited to a surface coating which comprises a part of the plastic material chosen for the molded body and, as a rule, does not

peut par conséquent pas satisfaire aux exigences de résistan- may therefore not meet the requirements of

ce à l'usure dans la même mesure qu'un revêtement métalli- wear to the same extent as a metallic coating

que pur. Aussi, pour la métallisation des matières plasti- than pure. Also, for the metallization of plastic materials

ques, ne peut-on toujours apporter le métal qu'en une opé- can we always bring the metal only in one

ration distincte consécutivement à la formation du corps de matière plastique. Dans la mesure o, pour des revêtements métalliques de relativement grande épaisseur, par exemple de quelques millimètres, cet apport doit, pour des raisons distinct ration following the formation of the body of plastic material. Since, for metal coatings of relatively great thickness, for example a few millimeters, this contribution must, for reasons

d'économie, avoir lieu par projection thermique, on est ce- of saving, to take place by thermal spraying, we are

pendant limité par la force des choses à des métaux à bas for a time limited by the force of things to low metals

point de fusion; il faudrait s'attendre, dans le cas con- Fusion point; it would be expected, in the case

traire, à une cokéfaction de la matière plastique. Au reste, milking, coking the plastic material. The remainder,

la pro ection, même dans le cas de matières plastiques, re- the protection, even in the case of plastics,

quiert une préparation de la pièce à traiter: on ne peut être certain d'une bonne adhérence du revêtement que sur une surface rendue préalablement rugueuse, par exemple par sablage. L'invention a pour objet un procédé de réalisation de revêtements de surface sur des corps moulés en matière This is a preparation of the workpiece: we can be certain of a good adhesion of the coating on a previously roughened surface, for example by sandblasting. The subject of the invention is a process for producing surface coatings on molded bodies made of

plastique à point de fusion plus bas que celui du revê- plastic with a melting point lower than that of the coating

tement qui permette d'utiliser sans restriction, c'est-à- which allows for unrestricted use, ie

dire notamment sans limitation par la température de fu- sion de la matière plastique, la projection thermique et de réaliser par conséquent aussi des revêtements de surface en métaux, oxydes, carbures,et autres matériaux analogues,à point de fusion élevé sans recourir non plus à cet effet à In particular, without limitation by the melting temperature of the plastic material, thermal spraying and therefore also surface coatings made of metals, oxides, carbides, and other similar high-melting materials without resorting either for this purpose to

des mesures préalables d'établissement d'une base d'adhé- measures to establish a membership base

rence.ence.

Ce procédé est caractérisé par le fait que l'enduc- This process is characterized by the fact that

tion de la surface de moulage, par projection thermique du matériau de revêtement, s'effectue à une température de ladite surface nettement plus basse que celle du matériau de revêtement à son impact et que l'on n'introduit ensuite la matière plastique dans le moule, au plus tôt, qu'au molding surface, by thermal spraying of the coating material, is carried out at a temperature of said surface significantly lower than that of the coating material at its impact and that the plastic material is then introduced into the mold, at the earliest, that

refroidissement dudit matériau de revêtement à la tempéra- cooling said coating material to the temperature

ture de la matière plastique. L'invention ne se borne donc pas à un simple recours à un procédé connu qui, par nature, the plastic material. The invention is therefore not limited to a simple use of a known method which, by nature,

n'est manifestement utilisable judicieusement que pour l'a- obviously only judiciously

mélioration de la surface d'un corps moulé, cela principa- improvement of the surface of a molded body, this mainly

lement en vue d'un effet décoratif. Ladite invention repose au contraire sur la reconnaissance du fait que l'enduction for decorative effect. On the contrary, the said invention is based on the recognition that coating

d'une surface réfractaire par projection thermique d'un ma- of a refractory surface by thermal spraying of a

tériau de revêtement à une température de ladite surface nettement inférieure à celle de ce dernier engendre une couche qui se solidifie sur ladite surface et qui, d'une part ne contracte qu'une liaison extrêmement lâche avec coating material at a temperature of said surface substantially lower than that of the latter generates a layer which solidifies on said surface and which on the one hand contracts only an extremely loose connection with

cette dernière par suite du refroidissement brusque résul- the latter as a result of the sudden cooling resulting

tant de la différence des températures, d'autre part pré- both of the temperature difference, on the other hand

sente sur son autre face, libre, une rugosité qui, selon le choix de la grosseur de grain des particules de projection, est telle que cette surface rugueuse constitue une base d'adhérence idéale pour la matière plastique, c'est-à-dire pour une liaison mécanique à un corps de base qui ne sera formé par ladite matière plastique que lors de l'apport de on its other side, free, a roughness which, depending on the choice of the grain size of the projection particles, is such that this rough surface constitutes an ideal base of adhesion for the plastic material, that is to say for a mechanical connection to a base body which will be formed by said plastic material only during the supply of

celle-ci. C'est seulement d'une telle découverte que l'uti- it. It is only from such a discovery that the use of

lisation selon l'invention de la surface revêtue par pro- according to the invention of the surface coated with

jection thermique d'un matériau approprié (à point de fu- thermal discharge of a suitable material (at

sion relativement élevé par rapport à celui de la matière plastique) comme surface de moulage préparée pour le corps de base d'un corps moulé en matière plastique avec revête- ment tire son sens pour l'établissement d'un assemblage intime de la matière plastique au matériau de revêtement relatively high relative to that of the plastic) as a molding surface prepared for the base body of a plastic molded body with coating takes its meaning for the establishment of an intimate assembly of the plastics material to the coating material

dès l'introduction de ladite matière plastique dans le mou- as soon as the plastic material is introduced into the mold

le (différée au moins jusqu'au refroidissement du matériau de revêtement à la température de la matière plastique), c'est-à-dire en une seule et même opération avec la mise (delayed at least until cooling of the coating material to the temperature of the plastic material), i.e. in one and the same operation with the setting

en forme. Ce fait a pu être mis en évidence au moyen d'es- in shape. This fact has been highlighted by means of

sais dans lesquels on a pu obtenir sans difficulté des pro- in which it has been possible to obtain without difficulty

fondeurs de rugosité allant jusqu'à 50oum sur la surface libre de la couche formée par projection thermique sur la routers up to 50 mm on the free surface of the layer formed by thermal spraying on the

surface métallique de moulage froide. Le choix de la gros- cold molding metal surface. The choice of fat

seur de grain des particules de projection est décisif à cet égard en ce sens que la rugosité et la porosité de la couche de projection augmentent avec ladite grosseur du grain. En ce qui concerne la liaison de cette couche à la surface de moulage, on a constaté qu'il était avantageux de préparer par polissage ladite surface à son revêtement, car on supprime ainsi toute difficulté de démoulage du corps The particle size of the projection particles is decisive in this respect in that the roughness and porosity of the projection layer increases with said grain size. As regards the connection of this layer to the molding surface, it has been found that it was advantageous to prepare by polishing said surface to its coating, since it eliminates any difficulty in demolding the body.

moulé muni de son revêtement.molded with its coating.

Le procédé selon l'invention s'est avéré rapide et économique pour la réalisation de corps moulés à partir aussi bien de thermodurcissables, éventuellement renforcés de fibres, que de thermoplastiques et munis de revêtements The process according to the invention has been found to be fast and economical for the production of moldings from thermosetting materials, possibly reinforced with fibers, or thermoplastics and provided with coatings.

de surface à base de toutes substances non décomposables. surface based on any non-decomposable substances.

C'est ainsi que l'on peut recourir pour le revêtement de surface non seulement, sans restriction, à des métaux, avant tout des métaux à haut point de fusion, par exemple pour une protection particulière contre l'usure et l'érosion, mais aussi, par exemple, à des oxydes pour la protection thermique de tels corps moulés ou à des carbures en vue Thus it is possible to resort to the surface coating not only, without restriction, to metals, above all high-melting metals, for example for special protection against wear and erosion, but also, for example, to oxides for the thermal protection of such molded bodies or carbides in view

d'une protection à la fois contre l'usure et contre la cha- protection against both wear and tear and against

leur. Une application préférée réside dans la réalisation de corps en matière plastique protégés contre l'éclair et/ou l'érosion, laquelle protection exige, comme on le sait, de relativement grandes épaisseurs de couche du revêtement de their. A preferred application lies in the production of plastic bodies protected against flash and / or erosion, which protection requires, as we know, relatively large layer thicknesses of the coating of

surface pour éviter le plus sûrement possible des détério- surface to avoid as much as possible the deterioration

rations du corps de base, en matière plastique, de l'objet moulé. Pour réaliser de telles épaisseurs de couche, attei- gnant éventuellement plusieurs millimètres, par projection appropriée en plusieurs couches du matériau de revêtement sur la surface de moulage,pil est recommandé de refroidir celles-ci entre les diverses phases de projection dans rations of the basic body, made of plastic, of the molded object. To achieve such layer thicknesses, possibly up to several millimeters, by suitable multi-layer spraying of the coating material on the molding surface, it is advisable to cool them between the various projection phases in

une mesure telle qu'elles soient maintenues à leur tempé- such a measure as to be maintained at their temperature

rature de solidification. Ce refroidissement peut avoir lieu à l'air comprimé pour chacune des couches de projection solidification zone. This cooling can take place with compressed air for each of the projection layers

il empêche des tensions propres de ces dernières. it prevents the own tensions of the latter.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- The invention will be better understood with the aid of

cription détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe verticale d'un corps moulé selon ladite invention; - la figure 2 représente au grossissement 50 un détail Detailed description of an embodiment taken as a non-limiting example and diagrammatically illustrated by the appended drawing, in which: Figure 1 is a vertical section of a molded body according to said invention; FIG. 2 represents at magnification 50 a detail

de la figure 1.of Figure 1.

Dans un moule métallique 1 se trouve, formé au moyen de celui-ci, un corps 2 moulé à partir d'une matière In a metal mold 1 is formed by means thereof, a body 2 molded from a material

plastique, par exemple thermodurcissable, telle qu'une ré- plastic, for example thermosetting, such as a

sine synthétique, servant éventuellement aussi de matériau synthetic sine, possibly also used as material

de matrice pour des couches renforçatri\ces de tissu de fi- of matrix for reinforcing layers of

bres de verre ou de carbone. Pour munir, par exemple à des fins de protection contre l'érosion, ce corps moulé 2, ou son corps de base 2.1 en matière plastique, d'un revêtement de surface 3 en un métal à haut point de fusion, tel le titane, on apporte tout d'abord sur la surface de moulage 1.1 le matériau métallique de revêtement 3 avant d'introduire glasses of glass or carbon. To provide, for example for erosion protection purposes, this molded body 2, or its plastic base body 2.1, with a surface coating 3 made of a high-melting point metal, such as titanium, firstly, on the molding surface 1.1, the metallic coating material 3 is introduced before introducing

dans le moule la matière plastique, ou le matériau parti- in the mold the plastic material, or the material parti-

culier dont on constituera le corps de base 2.1. La surface 1.1 est préparée à cet effet par polissage et on la recouvre du matériau de revêtement 3 par projection à chaud, par exemple au plasma au moyen d'un brûleur, ou pistolet, à plasma. Ladite surface de moulage 1.1, froide par rapport aux particules de projection qui la heurtent lors de cette opération, provoque un refroidissement brusque desdites the basic body 2.1. The surface 1.1 is prepared for this purpose by polishing and is covered with the coating material 3 by hot spraying, for example plasma by means of a burner, or plasma gun. Said casting surface 1.1, cold with respect to the projection particles which strike it during this operation, causes a sudden cooling of said

particules, au moins plastiques à chaud, avec cette consé- particles, at least hot plastics, with this consequence

quence que la couche de matériau de revêtement 3 qui se forme ne contracte qu'une liaison lâche avec la surface de moulage 1.1. Par un choix approprié de la grosseur de grain des particules de projection, variable d'environ 20 à 70 Hum selon le matériau en question, on parvient d'autre part à conférer à la couche du matériau de revêtement 3 une rugosité d'une profondeur comprise entre environ 20 et pm sur sa surface non tournée vers la surface de moulage 1.1. On peut aussi agir dans le même sens par un réglage approprié de la vitesse des particules de projection. C'est ainsi qu'il est parfaitement possible d'utiliser dans la that the layer of coating material 3 which is formed contracts only a loose connection with the molding surface 1.1. By an appropriate choice of the grain size of the projection particles, variable from about 20 to 70 μm according to the material in question, it is possible on the other hand to give the layer of the coating material 3 a roughness of a depth. between about 20 and pm on its surface not facing the molding surface 1.1. One can also act in the same direction by an appropriate adjustment of the speed of the projection particles. This is how it is perfectly possible to use in the

phase finale de la projection une vitesse de particules no- final phase of the projection a particle velocity no-

tablement plus faible que la vitesse élevée nécessaire pour obtenir une compacité particulièrement forte du revêtement much lower than the high speed required to obtain a particularly high compactness of the coating

de surface 3. La couche du matériau de revêtement 3 pré- 3. The layer of the coating material 3 pre-

sente en conséquence sur la surface de moulage 1.1 une base d.' adhérence appropriée pour la matière plastique du corps accordingly, on the molding surface 1.1 a base d. Adherence appropriate for the plastic body

de base 2.1, introduite dans le moule 1 dès que ladite cou- 2.1, introduced into the mold 1 as soon as said

che du matériau de revêtement 3 est refroidie à la même température qu'elle. Après le durcissement de la matière plastique, le cas échéant sous pression dans un autoclave, on retire du moule 1 le corps moulé 2 et le revêtement de surface 3 adhérant fermement à son corps de base 2.1. La liaison entre ces deux derniers est en règle générale intime à ce point que ledit revêtement de surface 3 ne se layer 3 of the coating material is cooled to the same temperature. After hardening of the plastic material, if necessary under pressure in an autoclave, the molded body 2 and the surface coating 3 adhering firmly to its base body 2.1 are removed from the mold 1. The connection between these two latter is as a rule intimate at this point that said surface coating 3 does not

détache même pas en cas de distorsions du corps moulé 2. does not even detach in case of distortion of the molded body 2.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Process for producing a molded body with a coating

surface, from a lower melting plastic material than that of the coating material, by introducing the plastic into a mold on the

interior refractory surface of which said refractory material

clothing is brought beforehand in a layer which can be

to appear directly to the basic body formed by the material

a process characterized by the fact that the

of the molding surface (1.1) by thermal spraying

that coating material (31) is made at a temperature of

of said surface significantly lower than that of said coating material to its impact and that then the plastic is introduced into the mold (1), at most t8t, that cooling of the same coating material to

the temperature of the plastic material.

2. A process dselon claim 1 characterized in that is prepared by polishing the molding surface

(1.1) for its coating.

3. A process according to claim 1 characterized in that, projecting in several layers the coating material (3), these layers are cooled between the various

projection phases.

4. A process according to claim 3 characterized in that one carries out the cooling of each layer

projection using compressed air.

5.- Use of the method according to claim 1 for molded bodies comprising surface coatings

made of high-melting metals.

6. Use of the method according to claim 1 for shaped bodies having a metal surface coating of sufficient layer thickness for the

protection against lightning and / or erosion.