FR2513937A1

FR2513937A1 - Procede de fabrication d'articles en matieres thermoplastiques par moulage par injection, moule demontable pour l'execution de ce procede et articles obtenus par ledit procede ou ledit moule

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Publication number: FR2513937A1
Application number: FR8118810A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-06
Filing date: 1981-10-06
Publication date: 1983-04-08
Also published as: FR2513937B1

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN MOULE DE FABRICATION D'ARTICLES EN MATIERES THERMOPLASTIQUES. LE PROCEDE EST NOTAMMENT CARACTERISE EN CE QU'APRES REMPLISSAGE DES CAVITES DU MOULE LE POLYMERE EST FORCE A UNE TEMPERATURE NE DEPASSANT QUE DE 40 A 50C LA TEMPERATURE DE FUSION DU POLYMERE ET SOUS UNE PRESSION DE 88,29010 A 294,30010 NM, ET LE REFROIDISSEMENT DES SURFACES A EMPREINTE DU MOULE EST EFFECTUE DANS UN INTERVALLE ENTRE -20C ET LA TEMPERATURE DE DEBUT DE FUSION DU POLYMERE; LE MOULE ETANT NOTAMMENT CARACTERISE PAR LE FAIT QUE LA MATRICE 11 ET LE POINCON 12 COMPORTENT DES RECHAUFFEURS 22 ET DES INSERTIONS 20. L'INVENTION S'APPLIQUE A LA FABRICATION D'ARTICLES EN MATIERES PLASTIQUES A RESISTANCE MECANIQUE ELEVEE.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'articles en matières thermoplastiques par moulage par injection, un moule démontable pour l'exécution de ce procédé ainsi que les articles obtenus par ledit procédé ou ledit moule.

L'invention peut être utilisée aussi bien dans les constructions mécaniques que dans d'autres industries pour la fabrication d'articles à structure orientée et à haute résistance mécanique.

On connaît un procédé de fabrication d'articles en matières thermoplastiques par moulage par injection consistant à effectuer successivement l'injection d'un polymère en fusion dans les cavités à empreinte disposées en parallèle par un système de coulée, le maintien sous pression et le refroidissement. Selon ce procédé la première dose de la matière en fusion est d'abord injectée dans la première cavité du moule et y est refroidie, puis on injecte la deuxième dose de la matière en fusion dans l'âme de l'article refroidi dans la première cavité et en même temps dans la deuxième cavité du moule, et ainsi de suite (Cf., par exemple, le brevet des U.S.A.

NO 3374304 , cl. 264-231, 1968). Le but de ce procédé est essentiellement de compenser le retrait de la matière de l'article grâce à l'injection d'une deuxième dose et des doses suivantes de la matière en fusion, de sorte que les couches extérieures de l'article s'incurvant vers le centre pendant le refroidissement de la matière en fusion sont repoussées vers la surface à empreinte du moule.

L'injection de la matière en fusion n'est cependant possible que dans les cavités à empreinte destinées à obtenir des pièces suffisamment épaisses (d'une épaisseur supérieure à 4 mm, par exemple). La température du polymère en fusion doit alors être supérieure de plus de 500C à la température de début de fusion ou de fluidité du polymère et la température du moule doit être de 600C au moins.

Le procédé connu prévoit un remplissage périodique du moule pendant les nouvelles injections de la matière en fusion. Pendant le temps entre deux injections, il se produit dans les cavités à empreinte une désorientation des éléments de structure par suite des processus à relaxation, et la formation d'une structure isotrope dans les couches durcies de la dose précédente de la matière et une structure orientée ne se forment qu'aux limites entre deux doses de matière successivement injectées.

Il se forme ainsi une structure hétérogène mal orientée suivant la section de la pièce moulée et il est donc impossible d'obtenir des articles moulés à caractéristiques élevées de résistance mécanique. Or il est connu que les polymères à éléments de structure non orientée se caractérisent normalement par une faible résistance mécanique; par exemple, pour le polyéthylène à haute densité de différentes nuances la limite d'élasticité est de 21,582 x 106 à 25,506 x 106 N/m2 ou de 220 à 260 kgf/cm2 et la limite de résistance, de 19,620 x 106 à 22,563 x 106 N/m2 ou de 200 à 230 kgf/cm2
On connaît un autre procédé de fabrication d'articles coulés en matières thermoplastiques comprenant le refoulement d'un polymère en fusion par un système de coulée dans des cavités à empreinte en série reliées l'une à l'autre par des ouvertures et permettant d'obtenir dans un même moule un article composé de deux ou de plusieurs parties de cet article disposées de manière concentrique (Cf., par exemple, le brevet français NO 1 165 678, cl. B29C, 1958 et la demande de brevet ouverte à l'inspection publique de la R.F.A. NO 2 030 701, cl. 39a 41/00, 1971).

Selon ce procédé on peut, en principe, obtenir des articles à caractéristiques de résistance mécanique plus élevées que celles obtenues selon le brevet des
U.S.A. NO 3 374 304. Cela s'explique par le fait que, les cavités à empreinte étant disposées en série, le temps pendant lequel la matière dans la première cavité subit le cisaillement pendant l'écoulement, augmente, ce qui est à l'origine des processus d'orientation partiels se déroulant aux températures données de réalisation du procédé.

Le but de ces procédés ne consiste toutefois qu'à former qualitativement des articles et les parties d'un même article disposés en série, tandis que les problèmes relatifs à l'amélioration des caractéristiques de résistance mécanique de la matière de ces articles ne sont ni posés ni résolus. Selon les procédés connus,ce but est atteint grâce aux températures élevées de la matière en fusion et du moule, qui sont, par exemple, de 2400C et 900C respectivement pour le polyéthylène à haute densité.

Comme il a été constaté, ces températures d'exécution du procédé augmentent la mobilité des éléments de la chaîne polymère et diminuent donc la part des éléments de structure orientée dans le volume de l'article.

Dans le cadre de l'invention, on s'est proposé de créer un procédé de fabrication d'articles en matières thermoplastiques par moulage par injection, dont les opérations technologiques permettraient d'obtenir une structure orientée de la matière dans tout le volume de l'article coulé, pour améliorer ainsi les caractéristiques de résistance mécanique de la matière thermoplastique par exemple, augmenter la résistance à la rupture de 2 à 5 fois.

Le but visé est atteint par le fait que dans le procédé de fabrication des articles en matièresthermoplastiques par moulage par injection, consistant à effectuer le remplissage successif par le polymère en fusion des cavités d'un moule démontable communiquant l'une avec l'autre, le maintien sous pression et le refroidissement, le polymère en fusion après remplissage des cavités est, selon l'invention, forcé à travers les cavités à une température qui n'est supérieure que de 40 à 500C au maximum à la température de fusion ou de fluidité du polymère, et à une pression de 88,290 x 106
x 106 2 2 à 294,300 x 106N/m2 ou de 900 à 3000 kgf/cm2 jusqu'à l'obtention de l'état d'agrégation solide du polymère dans le volume de l'article, et que le refroidissement des surfaces à empreinte du moule est effectué dans un intervalle entre -2O0C et la température de début de fusion ou de fluidité du polymère; qu'avec l'augmentation de la pression, on diminue la section de passage des ouvertures de sortie des cavités et on augmente la température des surfaces à empreinte dans les limites indiquées ci-dessus.

Il est avantageux de refroidir les surfaces à empreinte jusqu'à une température de -20 à +600C, lorsque le forçage du polymère en fusion se fait sous une pression de 88,290 à 137,340 N/m2 ou de 900 à 1400 kgf/cm2.

En outre, il est avantageux de prévoir un réchauffage supplémentaire du polymère en fusion aux endroits, où il passe d'une cavité à l'autre.

Il est avantageux, en forçant le polymère en fusion par les cavités, de déplacer au moins une des surfaces à empreinte du moule démontable dans le sens d'écoulement du polymères pour obtenir l'ét##d#grégation solide du polymère dans le volume de l'article.

En outre, le forçage du polymère en fusion peut se faire par rapprochement des surfaces à empreinte du moule démontable dont le volume des cavités initialement remplies est de 1,5 à 3 fois supérieur au volume des articles à obtenir, avec expulsion simultanée de la matière en excès, le rapprochement des surfaces à empreinte se faisant jusqu'à ce que le polymère atteigne ltétat d'agrégation solide dans le volume des articles.

Selon l'invention, pour forcer le polymère en fusion à travers les cavités du moule démontable, on choisit pour chaque cavité un rapport de 0,2 à 4 entre la dimension réduite de la section de passage de l'ouverture d'entrée et la distance maximale entre les surfaces à empreinte, et un rapport de 0,01 à 1 entre la section de passage de l'ouverture de sortie et la section de la cavité à l'endroit où la distance entre les surfaces à empreinte dans le sens perpendiculaire à l'écoulement du polymère est minimale.

Comme il a été constaté, dans les articles fabriqués par le procédé, selon l'invention, il se produit une cristallisation avec formation de cristallites à chaînes étirées dans les polymères capables de se cristalliser grâce à leur constitution chimique, ou une orientation moléculaire ordonnée (régulière) dans les matières thermoplastiques incristallisables grâce à l'extension des macromolécules à la limite polymère durci-polymère en fusion pendant le remplissage du moule de la matière en fusion et le cisaillement sous de grandes contraintes obtenues gracie à de hautes pressions et de faibles vitesses d'écoulement au cours du forçage continu de la matière en fusion par les cavités du moule et l'endroit réchauffé par lequel le polymère en fusion passe dans la cavité suivante, ainsi que grâce à la rotation forcée de l'une des surfaces à empreinte jusqu'à la solidification de la matière dans tout le volume de l'article ainsi consolidé.

Tout cela permet d'améliorer les caractéristiques de résistance mécanique de la matière thermoplastique.

En outre, les caractéristiques de résistance mécanique des articles coulés suivant le procédé, selon l'invention, sont déterminées par une distribution uniforme de l'action des forces extérieures suivant la surface frontale de la matière durcie et par la formation d'une structure moléculaire et supramoléculaire homogène suivant la section de l'article étiré à l'extrême dans le sens d'écoulement.

Un moule démontable, selon l'invention, destiné à réaliser le procédé, se compose de deux demi-moules dotés de-canaux d'amenée d'un agent de refroidissement, montés sur les plaques de la machine et portant respectivement une matrice et un poinçon dont les empreintes qui, une fois les demi-moules réunis, forment des cavités communiquant entre elles et avec un système de coulée par des ouvertures d'entrée et de sortie, et selon l'invention, ce moule à coulée renferme dans la matrice et le poinçon des réchauffeurs connus disposés dans la zone des ouvertures d'entrée et de sortie et isolés du reste des demi moules. En outre, il est prévu dans les zones des ouvertures de sortie des insertions interchangeables destinées à modifier la section de passage de ces ouvertures.

il est avantageux de réaliser dans la matrice, au moins, dans la première cavité (dans le sens d'écoulement du polymère) un canal sur toute la longueur de la matrice, débouchant dans la cavité et dans lequel est disposé, de manière à pouvoir effectuer un mouvement de va-et-vient, un élément allongé en tige portant une saillie à son extrémité libre, la surface extérieure de l'élément en tige tournée vers la cavité étant réalisée comme surface d'empreinte présentant un creux disposé dans le sens longitudinal.

Pour la fabrication des articles creux, il est avantageux de prévoir dans les cavités du demi-moule un noyau à empreinte disposé de manière coaxiale par rapport aux cavités et de manière à pouvoir être mis en rotation par un organe d'entraînement connu, ce noyau portant un élément de butée qui est mobile par rapport à lui et relié aux demi-moules par un mécanisme à tringlerie.

Selon un autre mode de réalisation du moule à coulée démontable, il est avantageux de réaliser au moins une des surfaces à empreinte de la matrice ou du poinçon de manière qu'elle puisse se déplacer vers l'autre surface à empreinte pour faire varier le volume de la cavité qu'elles forment, à l'aide du piston d'un vérin monté dans un des demi-moules, et de prévoir près de l'ouverture de sortie un dispositif obturateur connu servant à fermer cette ouverture.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels
-la figure 1 représente schématiquement le moulage de deux articles reliés l'un à l'autre par une masselotte de liaison et fabriqués selon l'invention;
- la figure 2 représente un moule à coulée pour la fabrication des articles par le procédé selon l'invention, avec coupe partielle de la matrice et du poinçon;
- la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne
III-III de la figure 2;
- la figure 3a représente un autre mode de réalisation de l'élément en tige de la figure 3;;
- la figure 4 représente un moule à coulée pour la fabrication d'articles creux par le procédé, selon l'invention, en coupe longitudinale;
- la figure 5 représente un moule à coulée pour la fabrication d'articles dans lequel une des surfaces à empreinte est réalisée de manière à pouvoir se déplacer vers la surface à empreinte du poinçon, en coupe longitudinale.

Le procédé de fabrication des articles en matières thermoplastiques par moulage par injection, selon l'invention, est décrit en référence à l'exemple de fabrication d'une pièce moulée (FIGURE 1) se composant d'au moins deux articles 1 et 2 reliés entre eux par une masselotte 3, les deux articles 1 et 2 pouvant être fabriqués par le procédé, selon l'invention, c'est-à-dire consolidés et à structure ordonnée, ou bien seul l'article 1 peut être consolidé, alors que l'autre article 2 peut être fabriqué sans consolidation selon un procédé connu.

La fabrication des articles consolidés 1 et 2 comprend les opérations suivantes : remplissage successif de polymère en fusion des cavités 4 et 5 communiquant entre elles du moule à coulée démontable 6; maintien sous pression et refroidissement; pendant le maintien sous pression et le refroidissement, le polymère en fusion est forcé à travers les cavités 4 et 5 du moule 6 à une température qui n'est supérieure que de 40 à 500C au maximum à la température de fusion ou de fluidité du polymère et sous une pression de 88,290 x 106 à 294,300 x 106 N/m2 ou de 900 à 300 kgf/cm2jusqu'à ce qu'il passe à l'état d'agrégation solide dans le volume de l'article.Le refroidissement des surfaces à empreinte du moule à coulée 6 se fait dans un intervalle entre -200C et la température de début de fusion ou de fluidité du polymère; au fur et à mesure de l'augmentation de la pression, on diminue la section de passage de l'ouverture de sortie par laquelle les cavités 4 et 5 du moule à injection 6 communiquent entre elles et on augmente la température des surfaces à empreinte dans les limites indiquées ci-dessus.

Pendant la fabrication de l'article, on tient compte du fait suivant : si le forçage du polymère en 6 fusion se fait sous une pression de 88,290 x 106 à 137,340 x 106 N/m2 ou de 900 à 1400 kgf/cm2, les surfaces à empreinte du moule à coulée doivent être refroidies jusqu'à une température de -20 à +600C.

Pour le polymère ayant une gamme étroite de température de fusion ou de fluidité forcé d'une cavité vers une autre ne se fige pas pendant l'écoulement par l'ouverture ou le canal mettant en communication ces cavités, la matière en fusion subit un réchauffage supplémentaire aux endroits de passage d'une cavité à une autre.

Pendant le forçage du polymère par les cavités 4 et 5, on peut déplacer au moins l'une des surfaces à empreinte du moule à coulée (représenté sur les figures 2 et 3) dans le sens d'écoulement du polymère jusqu'à ce que le polymère passe à l'état d'agrégation solide dans tout le volume de l'article.

Le forçage du polymère en fusion par les cavités peut se faire, par exemple, grâce au mouvement de translation de la vis convoyeuse de la machine à mouler ou grâce au rapprochement des surfaces à empreinte du moule à coulée démontable (représenté sur la figure 5) dont le volume des cavités initialement rempli est supérieur de 1,5 à 3 fois au volume des articles à obtenir, avec expulsion simultanée de la matière en excès, le rapprochement des surfaces à empreinte étant effectué jusqu'à ce que le polymère passe à l'état d'agrégation solide dans la masse de l'article.

Pour forcer le polymère en fusion par les cavités 4 et 5 du moule à coulée démontable 6 (figure 1), on choisit pour chaque cavité, comme d'ailleurs pour celles des moules à coulée démontables représentés sur les figures 2, 4 et 5, un rapport de 0,2 à 0,4 entre la dimension réduite de la section de passage R1 et R2 de l'ouverture d'entrée et ladShncemammale Jr 1 entre les surfaces à empreinte de la cavité 4, et un rapport de 0,01 à 1 entre la section de passage f de l'ouverture de sortie de la cavité 4 et la section î de la cavité 4 à l'endroit où la distance entre les surfaces à empreinte dans le sens perpendiculaire à L'écoulement du polymère est minimale.

La dimension réduite de la section de passage R1 et R2 de l'ouverture d'entrée de la cavité 4 est déterminée à l'aide de l'équation connue de la théorie de la conductibilité thermique non stationnaire

ou suivant une autre relation connue en fonction de la forme de l'ouverture d'entrée.

Le procédé,selon l'invention, est réalisé dans un moule à coulée démontable connu dont les différents modes de réalisation sont représentés sur les figures 2, 4 et 5.

Un moule à coulée démontable (figure 2) comprend un demi-moule avant 7 et un demi-moule arrière 8 fixés respectivement sur une plaque fixe 9 et sur une plaque mobile 10 de la machine à mouler et portant respectivement une matrice Il et un poinçon 12. Une fois les demi-moules réunis, les surfaces à empreinte A et B respectivement de la matrice Il et du poinçon 12 forment des cavités 13 et 14 selon le nombre d'articles à mouler 15 et 16. Dans l'exemple envisagé, il se forme deux cavités 13 et 14 pour le formage des articles 15 et 16 respectivement.

Les cavités 13 et 14 communiquent entre elles par une ouverture 17 ou par un canal par lequel le polymère en fusion est transféré sous pression de la cavité 13 à la cavité 15, l'ouverture 17 servant d'ouverture de sortie pour la cavité 13 et d'ouverture d'entrée pour la cavité 14.

La cavité 13 communique avec le système de coulée par une ouverture 18, tandis que la cavité 14 est dotée d'une ouverture de sortie (non représentée sur le dessin) par laquelle passe le polymère en fusion forcé par la cavité 14.

L'ouverture de sortie ne peut être pratiquée dans la cavité 14 que dans le cas, où l'on fabrique dans le moule à coulée deux articles consolidés; dans ce cas, le deuxième article de la pièce moulée comporte une masselotte 19 (figure 1) de polymère solidifié dans cette ouverture de sortie, qui est ensuite enlevée.

Dans le cas, où l'on fabrique dans la cavité 14 (figure 2) un article non consolidé suivant un procédé connu, il vaut mieux ne pas pratiquer une ouverture de sortie dans cette cavité.

Pour assurer un réchauffage supplémentaire des parois des ouvertures d'entrée et de sortie, c'est-à-dire des endroits où le polymère en fusion est transféré d'une cavité à l'autre, et du système de coulée à la cavité 13, on dispose dans le poinçon 12 des insertions interchangeables 20 et 21 dotées des réchauffeurs 22 réalisés, par exemple, sous forme de réchauffeurs électriques cylindriques connus. Les insertions interchangeables 20 et 21 sont isolées du reste du demi-moule par des garnitures d'isolement thermique 23 et sont destinées à faire varier la section de passage des ouvertures.

Les moules à coulée (figures 2, 4 et 5) sont dotés de sondes thermométriques connues (non représentées sur le dessin) disposées près des surfaces à empreinte.

Comme fournisseur du polymère en fusion on utilise une machine à mouler par injection connue équipée de capteurs de température et de pression. Dans les demimoules sont pratiqués des canaux d'amenée d'un agent de refroidissement permettant de refroidir les surfaces à empreinte jusqu'à une température de -20 à 30OC. En tant que source d'agent de refroidissement on utilise un groupe réfrigérateur à compresseur connu ou, pour les températures supérieures à +30OC, un thermostat à huile.

Pour diminuer les pertes de chaleur se dégageant dans le milieu ambiant, il est prévu des plaques d'isolement thermique 26, en amiante ciment, par exemple, interposées entre la matrice Il et une bride 24,et entre le poinçon 12 et une plaque d'appui 25.

La température de la matière en fusion à l'entrée du moule à coulée est contrée à l'aide d'une sonde thermométrique avec une précision de +1 et réglée à l'aide des appareils de réglage de température de la machine à mouler. Le temps de maintien sous pression est déterminé par l'expérience selon l'accroissement du poids de la pièce moulée; il correspond au moment à partir duquel le poids de la pièce moulée cesse de s'accroître.

Le système de coulée du moule à coulée peut comprendre une coulée centrale et une coulée de distribution ou bien il peut être réalisé sous forme d'un système à coulées chaudes pour l'injection d'un polymère en fusion à une température supérieure de 40 à 500C à sa température de fusion ou de fluidité. Lorsqu'on utilise un système à coulées non réchauffées, la coulée centrale et la coulée de distribution sont réalisées de manière que les dimensions réduites R1 de la section de passage soient égales ou supérieures aux dimensions correspondantes R1 et R2 (figure 1) de l'ouverture d'entrée, pour éviter que la solidification de la matière se fasse plus rapidement que dans l'ouverture d'entrée et dans les cavités à empreinte 4 et 5.Dans ce cas, le rapport de la dimension réduite de l'ouverture d'entrée et de la distance maximale r entre les surfaces à empreinte est de 1 à 4.

Grâce aux réchauffeurs (système aux coulées chaudes), la température de la matière en fusion dans les coulées du système de coulée en amont de la cavité à empreinte 4 est maintenue voisine de la température de fusion ou de fluidité du polymère, ce qui assure le fonctionnement de l'ouverture d'entrée, en particulier, pendant toute la durée de forçage du polymère par les cavités à empreinte 4 et 5 du moule. il devient alors possible de diminuer les sections de passage des coulées, tandis que la dimension réduite de l'ouverture d'entrée et de la distance maximale entre les surfaces à empreinte est choisi entre 0,2 et 1.

Dans le moule à coulée démontable représenté sur la figure 2 le demi-moule avant 7 comporte, outre la matrice 11, un élément allongé en tige 27 dont la section transversale est représentée sur les figures 3 et 3a.

Sur toute la longueur des cavités 13 et 14 de la matrice 11, il est réalisé un canal 28 ouvert du côté des cavités.

Le canal 28 reçoit l'élément allongé en tige 27 pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient et dont la surface extérieure orientée vers la cavité est réalisée sous forme d'une surface à empreinte A présentant un creux orienté dans le sens longitudinal et rempli de polymère en fusion pendant le moulage.

Le mouvement de va-et-vient de l'élément allongé en tige 27 peut s'effectuer à l'aide de n'importe quel organe d'entraînement 29, par exemple à l'aide d'un vérin hydraulique fixé sur la plaque fixe 9 à l'aide d'un support 30. L'une des extrémités de l'élément en tige 27 est reliée à l'organe d'entraînement 29 au moyen d'un d'un manchon 31.

L'extrémité libre de l'élément en tige 27 présente une saillie 32 servant à accrocher la couche de polymère refroidie pour la déplacer ensuite par rapport à la couche de polymère en fusion non solidifiée.

La fabrication des articles 15 et 16, par exemple, respectivement d'une "palette" de 3 mm d'épaisseur et d'une "barrette" de 3 mm d'épaisseur et de Il mm de largeur dans le moule à coulée démontable représenté sur la figure 2, est effectuée comme suit.

La matière thermoplastique en fusion ayant une température supérieure de 40 à 50 C à sa température de fusion ou de fluidité est injectée par une seule course de la vis convoyeuse ou du piston de la machine à mouler, par la coulée centrale, la coulée de distribution et l'ouverture d'entrée 18 (ou par le système à coulées chaudes) dans la première (en comptant dans le sens d'écoulement du polymère) cavité 13, où est formé un article 15 dit "palette", juqu'au remplissage complet de cette cavité, et forcé à travers ladite cavité 13 et l'ouverture réchauffée 17 vers la deuxième cavité 14 destinée à former un article 16 dit "barrette".

Le forçage du polymère en fusion par les cavités 15 et 14 continue jusqu'à ce que le polymère passe à l'état d'agrégation solide dans tout le volume des articles 15 et 16, cet état étant contrôle, par exemple, par l'arrêt du mouvement de translation de la vis convoyeuse, après quoi les articles (la pièce moulée) sont enlevés du moule. Un contre précis de la course et de la vitesse de mouvement de translation de la vis convoyeuse peut être assuré à l'aide d'un capteur à fil à contact glissant.

En forçant le polymère en fusion, on effectue en même temps un mouvement forcé de l'élément en tige 27 dans le sens d'écoulement de la matière à l'aide du vérin hydraulique. Comme la surface extérieure de l'élément en tige 27 forme une surface à empreinte A, le mouvement forcé de l'une des surfaces à empreinte effectué en même temps que le forçage de la matière en fusion permet d'assurer un glissement supplémentaire de la matière thermoplastique et donc d'orienter sa structure suivant la section des articles dans les cavités 13 et 14 dans le sens d'écoulement de la matière.

Le système de coulée du moule à coulée est conçu de manière que le temps de refroidissement de la pièce moulée soit déterminé par l'article consolidé, et non pas par la solidification de la matière dans l'ouverture d'entrée 18, comme c'est le cas dans les procédés connus.

On y arrive grâce aux dimensions de la coulée centrale, ctest-à-dire de l'ouverture d'entrée 18 qui sont nettement supérieures (de quatre fois) ou égales soit à la distance maximale entre les surfaces à empreinte, soit à la largeur de l'article, comme indiqué sur la figure 1, ce qui permet d'assurer les conditions nécessaires à l'écoulement du polymère en fusion tant qu'il y a une section "mouillée" dans l'article à consolider pour le forçage du polymère.

Tout ce qui précède est valable pour le système de coulée à coulées froides, alors que pour un système à coulées chaudes les conditions thermiques nécessaires à l'écoulement du polymère sont obtenues à l'aide des réchauffeurs supplémentaires disposés autour des ouvertures ou des coulées; de ce fait, les dimensions de l'ouverture d'entrée sont diminuées et choisies égales à de 0,2 à 1 fois la distance maximale entre les surfaces à empreinte de la cavité communiquant avec le système de coulée à coulées chaudes.

Comme le procédé, selon l'invention, est réalisé à de basses températures du polymère en fusion (la température# n'est supérieure que de 40 à 500C au maximum à la température de début de fusion des polymères cristallisables ou à la température de début de fluidité des polymères amorphes) et sous hautes pressions de moulage sous lesquelles lamatière en fusion a une haute viscosité et une faible fluidité, la pression de moulage choisie est supérieure de 98,100 x 106 N/m2 ou de 1000 kgf/cm2 aux pressions utilisées dans les procédés traditionnels.

il a été constaté que la meilleure résistance mécanique des articles est obtenue dans les conditions, où, au fur et à mesure de l'accroissement de la pression de moulage, on diminue la section transversale de l'ouverture de sortie 17 par laquelle les cavités 13 et 14 communiquent entre elles.

Le moule à coulée (figure 4) pour la fabrication des articles creux consolidés comprend un demi-moule supérieur 33 et un demi-moule inférieur 34 fixés sur des plaques 35 de la machine à mouler et portant respectivement un poinçon 36 et une matrice 37.

Une fois réunis, le poinçon 36 et la matrice 37 forment deux cavités à empreinte 38 et 39 communiquant entre elles et avec le système de-coulée par une ouverture de sortie 40 et une ouverture d'entrée 41.

Les cavités 38 et 39 du moule à coulée abritent un noyau à empreinte 42 coaxial par rapport aux cavités, monté de manière à pouvoir tourner et relié à son organe d'entraînement 43 et à un dispositif 44 de démoulage des articles fabriqués 45 et 46.

Les demi-moules supérieur 33 et inférieur 34 comprennent respectivement des plaques d'isolement thermique 47, des plaques d'appui 48 et des brides 49 reliés successivement au poinçon 36 et à la matrice 37.

Le noyau à empreinte mobile 42 est solidaire d'une traverse 50 fixée sur la partie fixe de la machine (non représentée sur le dessin). L'organe d'entraînement 43 est réalisé, par exemple, sous forme d'un moteur hydraulique à l'arbre 51 dont l'extrémité porte une roue dentée (non représentée sur le dessin) engrenée avec une roue dentée 52 fixée sur le noyau 42.

Le dispositif 44 de démoulage des articles 45 et 46 comprend un élément de butée sous forme d'une rondelle 53 reliée aux demi-moules 33 et 34 par un mécanisme en tringlerie 54. Le mécanisme en tringlerie 54 comprend des leviers 55 dont l'une des extrémités est articulée à la rondelle 53 et l'autre, aux leviers 56 qui sont, eux aussi, articulés aux plaques d'appui 48 des demi-moules supérieur 33 et inférieur 34, et à la traverse 50.

La rondelle 53 est montée sur le noyau 42 de manière à pouvoir effectuer un mouvement#de va-et-vient de sorte que, lorsque les demi-moules 33 et 34 sont disjoints, elle vient buter contre#la face en bout de l'article 46 et déplace la pièce moulée comprenant les articles 45 et 46, par rapport au noyau 42.

Le poinçon 36 et la matrice 37 sont dotés des insertions interchangeables 57 servant à régler la section de passage de l'ouverture de sortie 40. Les insertions 57 sont dotées des réchauffeurs 58 et isolées du poinçon 36 et de la matrice 37 par des garnitures d'isolement thermique 59. Pour le réchauffage supplémentaire des parois de l'ouverture d'entrée 41 il est également prévu des réchauffeurs 58 d'un type connu espacés régulièrement autour de l'ouverture d'entrée 41.

Pour le refroidissement du noyau à empreinte mobile 42, il y est réalisé des ouvertures dans le sens longitudinal pour un liquide de refroidissement et il est prévu un dispositif 60 pour l'amenée de ce liquide.

Le contrôle de la température du poinçon 36 et de la matrice 37 est assuré à l'aide d'un potentiomètre d'un type connu servant à recevoir et à enregistrer les signaux provenant des sondes thermométriques prévues en différents points du moule.

Le fonctionnement de ce moule à coulée est le suivant.

Par une course de la vis convoyeuse ou du piston de la machine à mouler, le polymère en fusion ayant une température supérieure de 40 à 50OC, au maximum,à la température de début de fusion ou de fluidité du polymère, est injecté par l'ouverture d'entrée 41 dans la première cavité 38 (dans le sens d'écoulement du polymère) jusqu'à son remplissage complet contrôlé, par exemple, à l'aide d'un thermocouple monté à l'extrémité de la cavité 38, puis le polymère en fusion est forcé vers la deuxième cavité 39 à travers la cavité 38 et l'ouverture de sortie réchauffée 40. En forçant le polymère en fusion à travers la cavité, on effectue en même temps la rotation du noyau à empreinte 42 jusqu'à ce que la matière passe à l'état d'agrégation solide dans tout le volume des articles à consolider.Le contrôle de la fin du processus de solidification du polymère se fait soit d'après l'arrêt de la rotation du noyau ou soit au moment de l'arrêt de la vis convoyeuse ou du piston de la machine à mouler. On obtient ainsi des articles consolidés à structure ordonnée aussi bien dans le sens d'écoulement du polymère en fusion que dans le sens radial, ce qui est très important pour des articles tels que des raccords de tuyauteries.

Le forçage du polymère en fusion par rapprochement des surfaces à empreinte est expliqué en se référant à l'exemple du moule à injection représenté sur la figure 5.

Ce moule à coulée est utilisé pour la fabrication d'articles consolidés du type plaques, barrettes ou autres corps et comprend un demi-moule supérieur 61 et un demi-moule inférieur 62 fixés sur des plaques 63 de la machine à mouler. Les demi-moules 61 et 62 comportent respectivement un poinçon 64 et une matrice 65 qui, une fois rejoints, forment deux cavités à empreinte 66 et 67 communiquant entre elles et avec le système de coulée par une ouverture de sortie 68 et une ouverture d'entrée 69.

Les demi-moules supérieur 61 et inférieur 62 comprennent des plaques d'isolement thermique 70, des plaques d'appui 71 et des brides 72 reliées successivement au poinçon 64 et à la matrice 65.

Dans la zone de l'ouverture de sortie 68, il est prévu dans la plaque d'appui 71 de la matrice 65 , un dispositif obturateur 73 servant à fermer ou à ouvrir l'ouverture de sortie 68 et comprenant un vérin hydraulique 74 doté d'un piston dont la tige 75 est reliée à une vanne 76 montée dans une ouverture profilée du poinçon 64 de manière à pouvoir effectuer un mouvement de va-et-vient.

La plaque d'appui 71 du demi-moule inférieur 62 est dotée d'une ouverture borgne recevant un piston 77 du vérin de commande dont la tige est réalisée sous forme d'un élément mobile 78 pouvant se déplacer vers la surface à empreinte E du poinçon 64, cet élément mobile 78 portant la surface à empreinte C de la matrice 65 et étant joint par ajustement glissant à la surface à empreinte D de cette matrice 65. Dans la plaque d'appui 71 sont pratiqués des trous 79 et 80 d'amenée et de sortie d'un liquide moteur du vérin de commande.

Pour pouvoir régler la section de l'ouverture de sortie 68, on a disposé dans la matrice 65 des insertions interchangeables 81 dotées de réchauffeurs 82 d'un type connu et isolées de la matrice 65 par des garnitures d'isolement thermique 83. Un réchauffage supplémentaire de l'ouverture d'entrée 69 est assuré par un réchauffeur 84 disposé de manière régulière autour de l'ouverture 69.

Pour le refroidissement de l'élément mobile 78 (de la tige du piston 77), il est prévu des canaux de refroidissement supplémentaires 84 communiquant avec un système de distribution de l'agent de refroidissement (non représenté sur la figure 5). Pour diminuer les pertes de chaleur, la tige du piston 77 est réalisée au moins en deux parties entre lesquelles est interposée une plaque d'isolement thermique 85 en amiante ciment, par exemple.

La température du poinçon 64 et de la matrice 65 est contrôlée à l'aide d'un potentiomètre d'un type connu.

Le fonctionnement de ce moule à coulée est le même que celui des moules précédemment décrits à la seule différence que le polymère en fusion est injecté dans la cavité 66 dont le volume initial est supérieur de 1,5 à 3 fois au volume de l'article à obtenir. Après le remplissage de la cavité 66, on déplace, à l'aide du piston 77, l'élément 78 portant la surface à empreinte C du demi-moule 62, vers l'autre surface à empreinte E jusqu'à ce que l'épaisseur voulue soit obtenue et quels polymère passe à l'état d'agrégation solide dans tout le volume de l'article. Le polymère en excès est alors expulsé de la cavité 66 vers la cavité 67 grâce à l'ouverture de sortie 68 par le dispositif obturateur 73, ou bien le polymère en excès est expulsé par l'ouverture d'entrée 69 vers le cylindre de la machine à mouler.

Des exemples de réalisation du procédé et les résultats des essais sous contraintes de rupture des articles fabriqués par le procédé connu et par le procédé selon l'invention, sont représentés sur les tableaux 1 à 3.

Tableau T
Essais sous contrainte de rupture (106 N/m2)
Polyéthylène haute densité

<tb> Pression <SEP> <SEP> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> en <SEP> fusion <SEP> Section
<tb> lage <SEP> mou- <SEP> ture <SEP> de
<tb> lage <SEP> deture <SEP> de <SEP>
<tb> N/m <SEP> 125 <SEP> sortie
<tb> <SEP> 150
<tb> <SEP> température <SEP> la <SEP> paroi <SEP> de
<tb> <SEP> l'empreinte <SEP> ( C)
<tb> <SEP> + <SEP> 15 <SEP> t- <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 30 <SEP> 1 <SEP> c <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> +25
<tb> <SEP> 23,053 <SEP> 23,544 <SEP> 23,348 <SEP> 22,073 <SEP> 22,553 <SEP> 22,367 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 70,632 <SEP> 83,385 <SEP> 70,632 <SEP> 67,689 <SEP> 77,499 <SEP> 66,708 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> 71,613 <SEP> 94,176 <SEP> 71,123 <SEP> 66,708 <SEP> 93,195 <SEP> 66,708 <SEP> 0,9
<tb> 88,290 <SEP> 71,613 <SEP> 98,100 <SEP> 71,613 <SEP> 67,689 <SEP> 96,138 <SEP> 67,689 <SEP> 1,2
<tb> <SEP> 70, <SEP> 632 <SEP> 80,442 <SEP> 70,632 <SEP> 7,689 <SEP> 78,480 <SEP> 67,689 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 15 <SEP> t~ <SEP> 20 <SEP> -+ <SEP> 45 <SEP> -0 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> i <SEP> 40
<tb> <SEP> 25,016 <SEP> 25,50624,525 <SEP> 24,035 <SEP> 24,525 <SEP> 23,544 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 76,518 <SEP> 86,328 <SEP> 77,499 <SEP> <SEP> 73,575 <SEP> 83,385 <SEP> 73,575 <SEP> 0,5
<tb> 117,720 <SEP> 76,518122,625 <SEP> 77,499 <SEP> 73,575112,815 <SEP> 73,575 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 78,480125,568 <SEP> 78,480 <SEP> 74,556120,663 <SEP> 74,556 <SEP> 1,0
<tb> <SEP> 76,518 <SEP> 10CL062 <SEP> 76,518 <SEP> 74,556 <SEP> 99,081 <SEP> 73,575 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 60
<tb> <SEP> 29,430 <SEP> 29,921 <SEP> 28,449 <SEP> 27,468 <SEP> 29,430 <SEP> 28,940 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 89,762 <SEP> 112,815 <SEP> 90,252 <SEP> 87,309 <SEP> 105,948 <SEP> 88,290 <SEP> 0,4
<tb> 137,340 <SEP> 90,252 <SEP> 152,815 <SEP> 90,252 <SEP> 88,290 <SEP> 147,150 <SEP> 88,280 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 105 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> i15
<tb> <SEP> 44 <SEP> ,145 <SEP> 59,841- <SEP> 42, <SEP> 183 <SEP> 41,202 <SEP> 58,860 <SEP> 40,221 <SEP> O
<tb> <SEP> 117,720 <SEP> 147,150 <SEP> 117,72 <SEP> 117,720 <SEP> 137,340 <SEP> 117,72 <SEP> 0,2
<tb> 294,300 <SEP> 117,720 <SEP> 196,200 <SEP> 117,72 <SEP> <SEP> 117,720 <SEP> 196,200 <SEP> 117,720 <SEP> 0,5
<tb> <SEP> 117,720 <SEP> 156,960 <SEP> 117,72 <SEP> <SEP> -117,720 <SEP> 147,150 <SEP> 117,720 <SEP> 0,8
<tb>
Tableau (suite)
Essais sous contrainte de rupture (106 N/m2)
Polyéthylène haute densité

<tb> Pression <SEP> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> en <SEP> fusion <SEP> Section
<tb> de <SEP> mou- <SEP> ( C) <SEP> <SEP> d'ouver
<tb> lage <SEP> ture <SEP> turede
<tb> '1,062) <SEP> sortie <SEP>
<tb> <SEP> (mm)pau.
<tb>

<SEP> I'empreinte <SEP> ( C) <SEP> 3mm <SEP> d'é
<tb> <SEP> paisseur
<tb> <SEP> + <SEP> 20
<tb> <SEP> 21,582 <SEP> ~0 <SEP>
<tb> <SEP> 65,727 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> 76,518 <SEP> 0,9
<tb> 88,290 <SEP> 8,385 <SEP> 1,2
<tb> <SEP> 75,575 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> 23,054 <SEP> 24,036 <SEP> 23,054 <SEP> 0
<tb> <SEP> 71,613 <SEP> 76,518 <SEP> T1,613 <SEP> <SEP> 0,5
<tb> 117,720 <SEP> 72,104 <SEP> 97,119 <SEP> 72,594 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 72,104 <SEP> 105,948 <SEP> 72,104 <SEP> 1,0
<tb> <SEP> 72,594 <SEP> 76,518 <SEP> 71,613 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 50
<tb> <SEP> 25,506 <SEP> 26,487 <SEP> 24,525 <SEP> 0
<tb> <SEP> 78,480 <SEP> 83,385 <SEP> 78,480 <SEP> 0,4
<tb> 137,340 <SEP> 78,480 <SEP> 117,720 <SEP> 86,328 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 78,480 <SEP> 99,081 <SEP> 78,480 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 125
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 125
<tb> <SEP> 38,259 <SEP> 52,974 <SEP> 36,297 <SEP> 0
<tb> <SEP> 98,100 <SEP> <SEP> 107,910 <SEP> 98,100 <SEP> 0,2
<tb> 294,300 <SEP> 107,910 <SEP> 147,150 <SEP> 107,910 <SEP> 0,5
<tb> <SEP> 98,100 <SEP> <SEP> 127,530 <SEP> 98,100 <SEP> 0,8
<tb>
Tableau Il
Essais sous contrainte de rupture (106 N/m2)
Prolypropylène

<tb> Pression <SEP> Te <SEP> Section
<tb> Pression <SEP> Température <SEP> delamatièreenfusion
<tb> de <SEP> mou- <SEP> ( C) <SEP> d'ouver
<tb> lage <SEP> #####tur#0## <SEP> ture <SEP> de
<tb> (106 <SEP> 1 <SEP> sortie <SEP>
<tb> N/m) <SEP>
<tb> <SEP> éprouvettes
<tb> <SEP> type <SEP> de
<tb> <SEP> 1' <SEP> empreinte <SEP> (OC)- <SEP> paissau.
<tb>

<SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 25 <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 35
<tb> <SEP> 25,506 <SEP> 27,458 <SEP> 29,430 <SEP> 23,544 <SEP> 24,525 <SEP> 25,506 <SEP> 0
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 53,955 <SEP> 39,240 <SEP> 39,240 <SEP> 49,050 <SEP> 39,240 <SEP> 1 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 58,860 <SEP> 44,145 <SEP> 39,240 <SEP> 58,860 <SEP> 39,240 <SEP> 0,9
<tb> 88,290 <SEP> 39,240 <SEP> 78,480 <SEP> 49,050 <SEP> 39,240 <SEP> 68,670 <SEP> 39,240 <SEP> 1,2
<tb> <SEP> - <SEP> 15 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 40
<tb> <SEP> 15 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 40
<tb> <SEP> 27,468 <SEP> 30,411 <SEP> 34,335 <SEP> 25,506 <SEP> 28,449 <SEP> 31,392 <SEP> 0
<tb> <SEP> 44,145 <SEP> 58,860 <SEP> 49,050 <SEP> 39,240 <SEP> 53,955 <SEP> 49,050 <SEP> 0,5
<tb> 117,720 <SEP> 44,145 <SEP> 78,480 <SEP> 49,050 <SEP> 49,050 <SEP> 68,670 <SEP> 49,050 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 44,145 <SEP> 88,290 <SEP> 53,955 <SEP> 58,860 <SEP> 78,480 <SEP> 49,050 <SEP> 1,0
<tb> <SEP> 44,145 <SEP> 68,670 <SEP> 49,050 <SEP> 53,955 <SEP> 63,765 <SEP> 49,050 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> -20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> <SEP> + <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 60
<tb> <SEP> 34,335 <SEP> 37,278 <SEP> 39,240 <SEP> 36,297 <SEP> 39,240 <SEP> 28,449 <SEP> O
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<tb> 137,340 <SEP> 57,879 <SEP> 117,720 <SEP> 70,632 <SEP> 76,518 <SEP> 102,024 <SEP> 61,803 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 57,879 <SEP> 89,271 <SEP> 63,765 <SEP> 70,632 <SEP> 83,385 <SEP> 60,822 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 150
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 150
<tb> <SEP> 51,993 <SEP> 74,556 <SEP> 58,860 <SEP> 50,031 <SEP> 72,594 <SEP> 58,860 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 75,537 <SEP> 137,340 <SEP> 83,385 <SEP> 83,385 <SEP> 117,720 <SEP> 78,480 <SEP> 0,2
<tb> 294,300 <SEP> 75,537 <SEP> 156,960 <SEP> <SEP> 91,232 <SEP> 99,081 <SEP> 137,340 <SEP> 80,442 <SEP> 0,5
<tb> <SEP> 75,537 <SEP> 117,720 <SEP> 83,385 <SEP> 91,233 <SEP> 107,910 <SEP> 78,480 <SEP> 0,8
<tb>
Tableau II (suite )
Essais sous contrainte de rupture (106 N/m2)
Polypropylène

<tb> Pression <SEP> Section <SEP>
<tb> Pression <SEP> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> en
<tb> de <SEP> mou- <SEP> d' <SEP> ouver
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<tb> <SEP> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> paroi <SEP> de <SEP> itype <SEP> de
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<tb> <SEP> 1' <SEP> empreinte <SEP> ( C) <SEP> -paisseur
<tb> <SEP> 23,056 <SEP> 23,544 <SEP> 23,056 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 34,335 <SEP> 39,240 <SEP> 39,240 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> 34,335 <SEP> 39,240 <SEP> 39,240 <SEP> 0,9
<tb> 88,290 <SEP> 34,335 <SEP> 58,860 <SEP> 39,240 <SEP> 1,2
<tb> <SEP> 34,335 <SEP> 44,145 <SEP> 39,240 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> + <SEP> <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 30
<tb> <SEP> 24,525 <SEP> 25,506 <SEP> 26,487 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 49,050 <SEP> 39,240 <SEP> 0,5 <SEP>
<tb> 117,720 <SEP> 39,240 <SEP> 53,955 <SEP> 39,240 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 63,765 <SEP> 39,240 <SEP> 1,0
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 55,917 <SEP> 39,240 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 50
<tb> <SEP> 30,411 <SEP> 34,335 <SEP> 28,449 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 51,012 <SEP> 70,632 <SEP> 51,012 <SEP> 0,4
<tb> 137,340 <SEP> 52,974 <SEP> 83,385 <SEP> 51,993 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 51,012 <SEP> 72,594 <SEP> 51,012 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 60
<tb> <SEP> 43,164 <SEP> 60,822 <SEP> 51,012 <SEP> 0
<tb> <SEP> 66,708 <SEP> <SEP> 91,233 <SEP> 66,708 <SEP> 0,2
<tb> 294,300 <SEP> 68,670 <SEP> 107,910 <SEP> 63,570 <SEP> <SEP> 0,5 <SEP>
<tb> <SEP> 66,708 <SEP> 94,176 <SEP> <SEP> rr,708 <SEP> <SEP> 0,8
<tb>
Tableau III
Essais sous contrainte de rupture (106 N/m2)
Polyamide

<tb> Pression <SEP> Températurede <SEP> lamatièreen <SEP> fusion <SEP> Section
<tb> de <SEP> mou- <SEP> ( C) <SEP> ouver-
<tb> lage <SEP> ture <SEP> de
<tb> sortie <SEP>
<tb> <SEP> 180
<tb> <SEP> type <SEP> de
<tb> <SEP> la <SEP> paroi <SEP> ae <SEP> 7mm <SEP> d'é-
<tb> <SEP> l' <SEP> empreinte <SEP> (OC) <SEP> paisseur
<tb> <SEP> + <SEP> 5 <SEP> -t <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 5 <SEP> + <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> -t <SEP> 30
<tb> <SEP> 30,411 <SEP> 32,373 <SEP> uc,43 <SEP> Ji,392 <SEP> 34,355 <SEP> 29,430 <SEP> 0
<tb> <SEP> 44,i45 <SEP> 75,57 <SEP> 43,164 <SEP> 42,183 <SEP> 69,651 <SEP> 41,202 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> 51,993 <SEP> 82,404 <SEP> 46,107 <SEP> 48,069 <SEP> 73,575 <SEP> 45,26 <SEP> 0,9
<tb> 88,290 <SEP> 41,202 <SEP> 70,632 <SEP> 40,221 <SEP> 41,202 <SEP> 68,670 <SEP> 9,240 <SEP> i,2
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 63,765 <SEP> Ti,278 <SEP> 37,278 <SEP> 58,860 <SEP> 36,2Sn <SEP> 2,0
<tb> <SEP> 31,392 <SEP> 33,354 <SEP> 29,430 <SEP> 33,354 <SEP> 35,316 <SEP> 30,411 <SEP> 0
<tb> <SEP> 58,860 <SEP> 90,252 <SEP> 55,917 <SEP> 54,936 <SEP> 83,385 <SEP> 50,031 <SEP> 0,5
<tb> 117,720 <SEP> 54,936 <SEP> 84,366 <SEP> 51,993 <SEP> 49,050 <SEP> 78,480 <SEP> 46,107 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 49,050 <SEP> 80,442 <SEP> 48,069 <SEP> 48,069 <SEP> 74,556 <SEP> 44,145 <SEP> -1,0
<tb> <SEP> 46,107 <SEP> 74,556 <SEP> 41,102 <SEP> 42,183 <SEP> <SEP> 70,632 <SEP> <SEP> 39,240 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> <SEP> 50 <SEP> O <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> <SEP> 40
<tb> <SEP> 32,373 <SEP> 34,335 <SEP> 30,411 <SEP> 34,335 <SEP> 37,278 <SEP> 31,392 <SEP> O
<tb> <SEP> 76,518 <SEP> 117,720 <SEP> 72,594 <SEP> 71,613 <SEP> 108,891 <SEP> 64,746 <SEP> 0,4
<tb> 137,340 <SEP> 71,613 <SEP> 103,872 <SEP> 67,689 <SEP> 63,765 <SEP> 102,024 <SEP> 59,841 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 63,765 <SEP> io4,967 <SEP> 62,784 <SEP> 62,784 <SEP> 97,119 <SEP> 57,879 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 160 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 170
<tb> <SEP> 35,316 <SEP> 39,240 <SEP> 33,354 <SEP> 37,278 <SEP> 42,183 <SEP> 34,335 <SEP> 0
<tb> <SEP> 99,081 <SEP> 152,055 <SEP> 94,176 <SEP> 93,195 <SEP> 142,245 <SEP> 84,366 <SEP> 0,2
<tb> 294,300 <SEP> 93,195 <SEP> 142,245 <SEP> 88-,290 <SEP> 83,385 <SEP> 132,435 <SEP> 78,480 <SEP> 0,5
<tb> <SEP> 83,385 <SEP> 136,359 <SEP> 81,423 <SEP> <SEP> 81,423 <SEP> 125,568 <SEP> 74,556 <SEP> 0,8
<tb>
Tableau III (suite)
Essais sous contrainte de rupture (106 N/m2)
Polyamide

<tb> Pression <SEP>
<tb> de <SEP> mou
<tb> lage <SEP>
<tb> <SEP> N/m) <SEP> L <SEP> (mm2 > pur
<tb> <SEP> éprouvettes
<tb> <SEP> Température <SEP> de <SEP> la <SEP> paroi <SEP> de
<tb> <SEP> l'empreinte <SEP> ( C) <SEP> 3mm <SEP> d'é
<tb> <SEP> épaisseur
<tb> <SEP> +15 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 25 <SEP> 1
<tb> <SEP> 32,373 <SEP> 35,316 <SEP> 31,392 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 58,860 <SEP> 39,240 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> 41,202 <SEP> 65,727 <SEP> 41,202 <SEP> 0,9
<tb> 88,290 <SEP> 39,240 <SEP> 58,860 <SEP> 39,240 <SEP> 1,2
<tb> <SEP> 38,259 <SEP> 51,993 <SEP> 38,259 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> + <SEP> 10 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 30
<tb> <SEP> 34,335 <SEP> 37,278 <SEP> 32,373 <SEP> <SEP> o
<tb> <SEP> 48,069 <SEP> 75,537 <SEP> 43,164 <SEP> 0,5
<tb> 117,720 <SEP> 43,164 <SEP> 70,632 <SEP> 42,183 <SEP> 0,9
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 54,746 <SEP> 39,240 <SEP> 1,0
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> 52,974 <SEP> 37,278 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> + <SEP> 5 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 35 <SEP>
<tb> <SEP> 36,297 <SEP> 39,240 <SEP> 30,411 <SEP> 0
<tb> <SEP> 62,784 <SEP> 98,100 <SEP> <SEP> 55,917 <SEP> 0,4
<tb> 137,340 <SEP> 55,917 <SEP> 92,214 <SEP> 514,936 <SEP> <SEP> 0,9
<tb> 51,012 <SEP> <SEP> 84,366 <SEP> 51,012 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> - <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 20 <SEP> + <SEP> 180
<tb> <SEP> 39,240 <SEP> <SEP> -4,145 <SEP> 33,354 <SEP> 0
<tb> <SEP> 81,423 <SEP> 127,530 <SEP> 72,594 <SEP> 0,2
<tb> 294,300 <SEP> 72,594 <SEP> 119,682 <SEP> <SEP> 71,o13 <SEP> <SEP> 0,5
<tb> <SEP> 66,708 <SEP> 109,872 <SEP> 66,708 <SEP> 0,8
<tb>
Ainsi, l'utilisation du procédé, selon l'invention, permet d'augmenter la résistance mécanique des polymères de 3 à 5 fois ou plus grâce à la formation d'une structure orientée de la matière, d'élargir l'intervalle de températures de refroidissement du moule en fonction de l'accroissement de la pression de moulage, pour obtenir les caractéristiques voulues de résistance mécanique de la matière de l'article, d'élargir la gamme de propriétés physiques et mécaniques et donc le domaine d'utilisation des matières thermoplastiques et de remplacer les polymères coûteux et déficitaires par des polymères moins chers, par exemple, par le polyéthylène, un copolymère de styrène, etc.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Procédé de fabrication d'articles en matières thermoplastiques par moulage par injection du type comprenant les opérations de remplissage successif des cavités (4 et 5) communiquant entreelles d'un moule à coulée démontable, de maintien sous pression et de refroidissement, caractérisé par le fait que, après le remplissage des cavités, le polymère en fusion est forcé, pendant son maintien sous pression et son refroidissement, par-les cavités (4 et 5) à une température ne dépassant que de 40 à 500C au maximum la température de fusion ou de fluidité du polymère et sous une pression de 88,290 x 106 N/m à 6 N/m 2 de 900 2 294,300 x 10 N/m ou de 900 à 3000 kgf/cm jusqu'à ce que le polymère passe à l'état d'agrégation solide dans le volume de l'article, que le refroidissement des surfaces à empreinte du moule à coulée est effectué dans un intervalle entre -200C et la température de début de fusion ou de fluidité du polymère, qu'on diminue avec l'accroissement de la pression, la section de passage des ouvertures de sortie des cavités (4 et 5) et qu'on augmente la température des surfaces à empreinte dans les limites indiquées ci-dessus.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lorsque la matière en fusion est forcée sous une pression de 88,290 x 106 N/m2 à 137,340 x î06 N/m2 ou de 900 à 1400 kgf/cm2, les surfaces à empreinte sont refroidies jusqu'à une température de -20 à +600C.

3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le polymère en fusion subit un réchauffage supplémentaire aux endroits où il est transféré d'une cavité à l'autre.

4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lorsque le polymère en fusion est forcé par les cavités (4 et 5), on effectue un déplacement forcé d'au moins une des surfaces à empreinte (B) du moule à coulée démontable dans le sens d'écoulement du polymère jusqu'à ce que le polymère passe à l'état d'agrégation solide dans le volume de l'article.

5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le forçage du polymère en fusion s'effectue par rapprochement des surfaces à empreinte (C et E) du moule à coulée démontable dont le volume initialement rempli des cavités dépasse de 1,5 à 3 fois le volume des articles obtenir, en expulsant en même temps la matière en excès, le rapprochement des surfaces à empreinte (C et E) étant effectué jusqu'à ce que le polymère passe à l'état d'agrégation solide dans le volume des articles.

6.- Procédé selon l'une des revendications I à 5, caractérisé par le fait que pour forcer le polymère en fusion par les cavités du moule à coulée démontable, on choisit pour chaque cavité un rapport de 0,2 à 4 entre la dimension réduite de la section de passage de l'ouverture d'entrée et la distance maximale entre les surfaces à empreinte, et un rapport de 0,01 à I entre la section de passage de l'ouverture de sortie et la section de la cavité à l'endroit où la distance entre les surfaces à empreinte dans le sens perpendiculaire à l'écoulement du polymère est minimale.

7.- Moule à coulée démontable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant deux demi-moules (7 et 8) dotés de canaux pour un agent de refroidissement, montés sur des plaques (9 et 10) de la machine et portant respectivement une matrice (11) et un poinçon (12), et dont les surfaces à empreinte, une fois rejointes, forment des cavités(13 et 14) communiquant entre elles avec un système de coulée par des ouvertures d'entrée et de sortie, caractérisé par le fait que la matrice (îi) et le poinçon (12) comportent, dans les zones des ouvertures d'entrée et de sortie, des réchauffeurs (22) d'un type connu isolés du-reste des demi-moules, et des insertions interchangeables (20) disposées dans les zones des ouvertures de sortie et servant à faire varier la section de passage de ces ouvertures.

8.- Moule à coulée démontable selon la revendication 7 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, au moins, la première (dans le sens d'écoulement du polymère) cavité (13) de la matrice (11) est dotée d'un canal (28) pratiqué sur toute sa longueur et ouvert vers la cavité (13) dans lequel est disposé un élément allongé en tige (27) pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient et portant une saillie (32) à son extrémité libre, la surface extérieure de cet élément en tige (27) tournée vers la cavité (13) formant une surface à empreinte (B) dotée d'un creux pratiqué dans le sens longitudinal.

9.- Moule à coulée démontable selon la revendication 7 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, pour la fabrication des articles creux, les cavités (38 et 39) des demi-moules renferment un noyau à empreinte (42) disposé de manière coaxiale par rapport aux cavités, pouvant effectuer un mouvement de rotation à l'aide d'un organe d'entraînement connu et portant un élément de butée mobile par rapport à lui et relié aux demi-moules par un mécanisme en tringlerie (54).

10.- Moule à coulée démontable selon la revendication 7 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que, au moins, une des surfaces à empreinte de la matrice (65) ou du poinçon (64) est réalisée de manière à pouvoir se déplacer vers l'autre surface à empreinte, pour faire varier le volume de la cavité qu'elles forment, à l'aide d'un piston (77) d'un vérin de commande monté dans un des demi-moules , et qu'il est prévu près de l'ouverture de sortie (68) un dispositif obturateur (73) d'un type connu servant à fermer cette ouverture (68).

11.- Articles en matières thermoplastiques, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6 ou grâce au moule selon l'une des revendications 7 à 10.