FR2601896A1 - Procede de fabrication d'un moule pour coulee en barbotine - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN MOULE EN PLUSIEURS PARTIES. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE DANS LEQUEL UN CORPS POREUX 1 FORME PREALABLEMENT EST PLACE SUR UN PANNEAU INFERIEUR 11 QUI A UNE COUCHE DE DEMOULAGE, ET LA FACE OPPOSEE A LA FACE DE MOULAGE 3 EST RENDUE ETANCHE PAR UNE RESINE D'ETANCHEIFICATION 12. UN CHASSIS METALLIQUE 8 DE RENFORCEMENT EST PLACE SUR LE CORPS POREUX ET L'ESPACE INTERMEDIAIRE EST REMPLI D'UN MATERIAU DE REMPLISSAGE 13, PAR EXEMPLE A BASE DE CIMENT, QUI DURCIT. LORSQUE CETTE PREMIERE PARTIE DE MOULE EST UTILISEE, ELLE EST RETOURNEE ET UTILISEE COMME SUPPORT POUR LA FABRICATION DE LA SECONDE PARTIE DE MOULE, SI BIEN QUE LES SURFACES DE SEPARATION 22 SONT TRES BIEN ADAPTEES L'UNE A L'AUTRE. APPLICATION A LA FABRICATION DE MOULES DE FABRICATION D'OBJETS CERAMIQUES.
Description
La présente invention concerne un procédé
de fabrication d'un moule utilisé pour la formation d'objets céramiques par un procédé de coulée en barbotine.
Un procédé de coulée en barbotine sans applica5 tion de pression se caractérise par l'utilisation d'un moule de plâtre et on l'a adopté depuis longtemps, avec un procédé de moulage au tour et un procédé de moulage par compression à sec. La plupart des objets céramiques ayant une dimension particulièrement grande 10 et une forme complexe ont été fabriqués par le procédé de coulée en barbotine sans pression. Cependant, ce procédé a un inconvénient essentiel car il ne permet pas une augmentation de la productivité. Dans le procédé de coulée en barbotine sans pression, l'eau contenue 15 dans la barbotine coulée dans le moule de plâtre est absorbée par le moule par effet capillaire si bien que la vitesse de moulage de la barbotine ne peut pas être augmentée de manière considérable. Lorsque le moule de plâtre est saturé d'eau, son effet capillaire 20 diminue tellement que le moule doit être séché pendant
longtemps après une seule ou deux utilisations seulement.
On a récemment mis au point un procédé de moulage sous pression destiné à ne pas présenter ces inconvénients, et on a proposé divers moules utilisés dans ce procédé 25 ainsi qu'un procédé de fabrication de moules.
Une première partie des moules de la technique antérieure est.réalisée par remplissage d'un châssis métallique ou d'un récipient de renforcement résistant à la pression par une suspension ou une poudre (par 30 exemple un mélange d'une résine époxyde et de sable)
afin qu'une couche poreuse soit formée.
Plusieurs parties ainsi formées sont raccordées afin qu'elles délimitent une cavité de moulage, et la barbotine est introduite sous une pression allant 35 de quelques bars à 30 bars et plus dans la cavité du moule. Ceci rend nécessaire le serrage robuste des parties de moule l'une sur l'autre afin que le moule puisse encaisser la pression appliquée par la barbotine aux surfaces de moulage. Dans le moule ayant la structure précitée, la pression de serrage est encaissée par la couche poreuse qui a une faible résistance méca5 nique et un faible module d'élasticité. Ceci rend aussi nécessaire la réalisation d'une couche poreuse d'épaisseur importante. Cette épaisseur excessive suscite d'autres défauts, car la déformation due à la compression de la couche poreuse par la barbotine sous pression 10 dans l'opération de moulage sous pression augmente
et risque de provoquer la fissuration des surfaces de moulage de la couche poreuse et, en outre, le produit s'accroche à la couche poreuse du fait de cette déformation par compression, lorsqu'il doit être retiré, et 15 la séparation devient donc difficile.
D'autre part, le durcissement de la couche poreuse pendant sa formation provoque une déformation ou un retrait important du moule qui nuit à la précision de la face de séparation. Lorsque la précision 20 de la face de séparation est insuffisante, la barbotine coulée dans le moule sous pression élevée peut s'échapper ou être extrudée au niveau de la face de séparation pendant l'opération de coulée avec formation de bavures
de grandes dimensions.
Des passages sont formés dans le moule afin que l'eau soit évacuée par l'intermédiaire de la couche poreuse dans l'opération de moulage, et afin que l'eau et l'air provenant de la surface de moulage du moule soient chassés à travers la couche poreuse lorsque 30 le produit doit être séparé. Lorsque le moule utilisé dans le procédé de moulage sous pression à partir d'une barbotine est formé d'une partie supérieure et d'une partie inférieure, le produit ne peut pas être séparé simultanément des deux parties du moule. En conséquence, 35 il est courant de séparer le produit d'une partie du moule par transmission d'air comprimé à cette partie par des passages alors que le produit est attiré vers l'autre partie par évacuation par l'intermédiaire des passages de cette autre partie, le produit étant alors séparé de l'autre partie du moule par transmission d'air comprimé à cette autre partie de moule. Les passa5 ges doivent avoir une construction telle qu'ils permettent l'injection d'eau et d'air et leur soufflage uniforme à la surface de moulage du moule lorsque le produit est retiré. Dans le cas contraire, la difficulté d'extraction du moule peut donner une qualité inférieure au produit. 10 Le moule de la technique antérieure ne prend pas en considération l'épaisseur de la couche poreuse qui doit être faible et uniforme sur toute la surface de moulage afin que l'eau et l'air puissent être injectés
uniformément à partir de la surface de moulage.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un moule qui permet le démoulage d'un produit moulé sans aucune difficulté, qui empêche les fỉtes de la barbotine ou son extrusion pendant le moulage sous pression, qui évite les fissurations de 20 la couche poreuse, et qui facilite la formation du moule. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un procédé de fabrication d'un moule utilisé dans un procédé de moulage sous pression à partir d'une 25 barbotine, comprend la préparation d'au moins deux corps poreux délimitant chacun une couche de filtration ayant plusieurs, canaux formés à l'intérieur afin que l'eau et l'air puissent y circuler, la disposition d'un châssis métallique de renforcement et de l'un 30 des corps poreux sur une plaque inférieure, un agent de démoulage étant appliqué à sa surface, l'application d'une résine d'étanchéification à la surface de l'autre corps poreux qui est opposée à la surface de moulage et à une partie de la surface de la plaque inférieure 35 comprise entre le châssis et le corps poreux, le remplissage de l'espace compris entre l'un des corps poreux et le châssis métallique de renforcement à l'aide d'une charge ou d'un remplissage, le retournement de la première partie avec le premier corps poreux et le châssis métallique de renforcement de manière que la face de séparation soit tournée vers le haut, et l'application 5 d'un agent de démoulage sur cette face de séparation, la disposition de l'autre corps poreux sur le premier, la disposition d'un second châssis métallique de renforcement sur le premier châssis métallique de renforcement, l'application d'un adhésif sur la résine d'étan10 chéification et à la face interne du second châssis métallique de renforcement après durcissement de la résine d'étanchéification, le remplissage de l'espace compris entre ce second châssis métallique et l'autre corps poreux par un remplissage ou une charge afin 15 qu'une seconde partie du moule soit préparée, et la séparation de la seconde partie et de la première partie
après durcissement du remplissage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au cours du procédé de préparation du moule, l'étape de préparation de la première partie comprend l'application d'un agent de démoulage à la surface du panneau inférieur et la disposition du premier corps poreux et du premier châssis métallique de renforcement sur le panneau inférieur, l'application d'une résine d'étan25 chéification à la surface du premier corps poreux qui est opposée à sa surface de démoulage, l'application d'une résine d'&tanchéification sur la partie de surface du panneau inférieur qui forme une face de séparation, l'application d'un adhésif sur la résine d'étanchéifi30 cation, se trouvant sur ladite face opposée, et sur la face de séparation ainsi qu'à la face interne du premier châssis métallique de renforcement, après durcissement de la résine d'étanchéification, le remplissage de l'espace comprise entre le premier châssis et le 35 premier corps poreux par un remplissage, et la séparation
de la première partie du panneau inférieur après durcissement du remplissage.
Ainsi, dans le procédé de l'invention, l'utilisation de la face de séparation d'une première partie préparée préalablement sur le panneau inférieur permet la préparation de l'autre partie sur la première partie 5 si bien que les deux faces de séparation peuvent toujours
être bien adaptées l'une à l'autre.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, 10 faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:
les figures la et lb sont des perspectives des corps poreux de la partie supérieure et de la partie inférieure d'un moule; la figure 2 est une perspective d'un châssis 15 métallique de renforcement; la figure 3 est une coupe illustrant la fabrication de la partie supérieure du moule; la figure 4 est une coupe illustrant la préparation de la partie inférieure du moule; et la figure 5 est une coupe représentant un moule réalisé selon l'invention, les parties de moule
étant raccordées.
Les figures la et lb représentent deux corps poreux destinés à être utilisés pour la fabrication 25 d'un moule selon l'invention. L'exemple considéré comprend un corps poreux 1 pour la partie supérieure et un corps poreux 2 pour la partie inférieure du moule,
à titre d'exemple choisi pour la simplicité de la description. Ces corps poreux 1 et 2 sont préparés à l'avance. 30 Chaque corps poreux 1 et 2 a une surface 3 de moulage
et une surface externe 4 opposée à la surface de moulage.
Plusieurs canaux 5 sont formés dans le corps poreux 1 ou 2, avec un pas prédéterminé, et ils sont parallèles à la surface 3 de moulage. Les canaux 5 peuvent être
formés à la surface externe du corps poreux 1 ou 2.
Un canal principal 6 est aussi formé dans le corps 1 ou 2 afin qu'il recoupe les canaux 5 et permette une communication aux intersections. Un canal 7 de communication est en outre formé dans le corps poreux afin qu'il assure la communication entre les canaux et 6 et l'extérieur du moule. Comme représenté sur la figure 2, un châssis métallique 8 de renforcement et un châssis métallique 9 de renforcement ayant leurs extrémités supérieure et inférieure ouvertes sont utilisés pour la fabrication du moule selon l'invention. Ces châssis métalliques 10 8 et 9 de renforcement sont renforcés par plusieurs
poutres 10.
Lorsque le moule doit être fabriqué comme indiqué sur la figure 3, le corps poreux 1 et le châssis métallique 8 de renforcement sont d'abord mis en position 15 sur une plaque inférieure 11 à la surface de laquelle
a été préalablement appliqué un agent de démoulage.
A ce moment, il reste un espace entre le corps poreux 1 et le châssis métallique 8 de renforcement. Une tuyauterie est raccordée au canal 7 de communication du 20 corps poreux 1, et une tuyauterie d'aération destinée à souffler de l'air comprimé dans la cavité du moule est raccordée au corps poreux 1. Ensuite, une résine 12 d'étanchéification est appliquée à la surface du corps poreux 1 qui est opposée à la surface de moulage 25 et à la partie de surface de la plaque inférieure 11 qui est destinée à former la face de séparation. Après durcissement de. la résine, un adhésif est appliqué non seulement sur la résine 12 placée à la surface du corps poreux 1 opposée à la surface de moulage et 30 sur la résine durcie 12 de la surface du panneau mais aussi à la surface interne du châssis métallique 8 de renforcement. L'espace compris entre le châssis 8 et le corps poreux 1 est alors rempli d'un remplissage 13 jusqu'à la face supérieure du châssis métallique 35 8 afin que le corps poreux 1 soit entièrement entouré,
avec formation d'une partie supérieure 14 de moule.
Lorsque le remplissage 13-a durci, la partie supérieure
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14 est retirée du panneau inférieur 11.
Une partie inférieure 15 de moule est alors fabriquée de la manière suivante. La partie 14 de moule ainsi fabriquée est retournée afin que la face de sépa5 ration de la résine 12 d'étanchéification soit tournée vers le haut. Un agent de démoulage est appliqué sur cette face de séparation. Ensuite, comme l'indique la figure 4, le corps poreux 2 est placé sur le corps poreux 1 et le châssis métallique 9 de renforcement 10 est placé sur le châssis 8. Une tuyauterie est raccordée au canal 7 de communication avec les canaux et une tuyauterie de transmission de barbotine est raccordée au corps poreux 2. Ensuite, -la résine 12 d'étanchéification est appliquée à la surface du corps poreux 2 qui 15 est opposée à la surface 3 de moulage et aussi sur la face de séparation de la partie 14 du moule. Un adhésif est appliqué sur la résine 12 à la surface du corps 2 et à la face de séparation ainsi qu'à la face interne du corps 9, après durcissement de la résine 20 d'étanchéification. L'espace compris entre le chassis métallique 9 de renforcement et le corps poreux 1 est
alors rempli du remplissage 13. Lorsque ce dernier a durci, la partie 15 de moule peut facilement être retirée de la partie moulée 14 grâce à l'agent de démou25 lage appliqué sur la face 22 de séparation.
La résine d'étanchéification qui est appliquée sur la face de, démoulage et sur les surfaces opposées des corps poreux a de préférence une certaine souplesse lorsqu'elle a durci et il peut s'agir par exemple d'un 30 mélange d'une résine époxyde et d'un durcisseur de polyamide. Lorsque la couche de résine est excessivement épaisse, sa précision dimensionnelle diminue du fait du retrait au cours de l'étape de durcissement et elle se déforme beaucoup étant donné la pression 35 de serrage exercée à la face de séparation des corps poreux, si bien qu'une surcharge est appliquée à la face de séparation. En conséquence, la couche de résine ne doit pas être excessivement épaisse, et elle a de préférence une épaisseur inférieure ou égale à 10 mm et de préférence à 5 mm. Le remplissage peut être très avantageusement constitué d'un mortier ou béton à base 5 de ciment car il présente un faible retrait, même après durcissement, et peut être coulé et possède une résistance élevée à la compression, lorsque la pression de serrage est appliquée. Dans ce cas, l'adhésif est de préférence un mélange contenant une résine époxyde comme constituant principal et une combinaison quelconque de durcisseurs de polyamide, de thiol et de polyamide modifiée. La figure 5 est une coupe représentant l'état dans lequel les parties supérieure et inférieure 14 15 et 15 ainsi fabriquées sont raccordées. Sur ia figure , la référence 16 désigne une tuyauterie d'introduction de barbotine sous pression élevée dans une cavité 17 de moulage délimitée par les corps poreux i et 2. La référence 18 désigne des tuyauteries de 20 communication des canaux 5 formés dans les corps poreux 1 et 2 et de l'extérieur du moule afin qu'ils puissent être utilisés pour l'évacuation de l'eau de la barbotine vers l'extérieur, à travers les corps poreux et par l'intermédiaire des canaux, ou de manière que de l'air 25 comprimé puisse être soufflé et chasse de l'eau ou de l'air au niveau des surfaces de moulage. La référence 19 désigne une tuyauterie d'aération destinée à transmettre de l'air comprimé dans la cavité de moulage afin que la barbotine soit évacuée et que la teneur 30 en eau de l'objet moulé soit réduite. La référence désigne une tuyauterie d'évacuation de barbotine qui est raccordée à la tuyauterie 16 par un robinet à trois voies. Comme l'indique la figure 5, la résine 12 d'étanchéification forme une couche entre les corps 35 poreux 1 et 2 et le remplissage 13 et empêche les fuites d'eau et d'air des corps poreux. De plus, le moule a sa face 22 de séparation qui est recouverte par les
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couches de la résine 12 d'étanchéification qui sont en contact intime, lorsque le moule est serré, si bien que la barbotine ne peut absolument pas être extrudée.
La pression de serrage est encaissée par la large surface de séparation formée par le remplissage 13.
La description précédente concerne un procédé
de fabrication d'un moule composé de deux parties.
Cependant, un moule ayant trois parties ou plus peut être fabriqué d'une manière analogue dans le cadre 10 de l'invention. Dans le cas o le moule comporte par exemple des parties supérieure, inférieure et latérales par exemple, des chassis métalliques de renforcement des blocs supérieur et inférieur sont formés avec une configuration sensiblement en C, et un bloc latéral 15 est utilisé afin qu'il forme une surface de séparation avec les blocs supérieur et inférieur. Les parties supérieure et inférieure ainsi préparées sont disposées verticalement et la partie latérale est placée sur
la face supérieure de séparation.
-Selon l'invention, les corps poreux préparés préalablement sont fixés dans les châssis métalliques de renforcement à l'aide du remplissage, et la pression de serrage est encaissée par le remplissage qui forme la surface de séparation si bien que les corps poreux 25 peuvent être réalisés avec une épaisseur relativement mince. La face de séparation est formée par remplissage des chassis métalliques de renforcement d'abord sur le panneau inférieur puis sur la partie de moule ayant le remplissage, si bien que les surfaces peuvent s'adap30 ter de manière excellente. En outre, les couches de
résine d'étanchéification recouvrant la face de séparation peuvent empêcher l'extrusion de la barbotine.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés qui 35 viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (8)
1. Procédé de fabrication d'un moule utilisé dans une opération de moulage sous pression à partir d'une barbotine, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes la préparation d'au moins deux corps poreux (1,2) délimitant chacun une couche de filtration ayant plusieurs canaux (5) formés à l'intérieur afin qu'ils permettent la circulation de l'eau et de l'air, la disposition d'un châssis métallique (8) et d'un corps poreux (1) sur un panneau inférieur (11), un agent de démoulage étant appliqué à la surface de ce panneau, l'application d'une résine d'étanchéification 15 (12) à la surface du corps poreux qui est opposée à la surface de moulage de ce corps et à une partie de la surface du panneau inférieur, entre le châssis et le corps poreux, le remplissage de l'espace délimité entre 20 le corps poreux et le châssis métallique avec un remplissage (13), et la préparation d'une seconde partie du moule, cette étape de préparation de la seconde partie du moule comprenant les étapes élémentaires suivantes: 25 le retournement de la première partie ayant le premier corps poreux (1) et le châssis de renforcement (8) de manière.que la face de séparation soit tournée vers le haut, et l'application d'un agent de démoulage sur cette face de séparation, la disposition de l'autre corps poreux (2) sur le premier corps poreux (1), la disposition d'un second châssis métallique (9) de renforcement sur le premier châssis (8) de renforcement, l'application d'un adhésif sur la résine d'étanchéification et sur la face interne du second châssis métallique de renforcement après durcissement de la résine d'étanchéification, le remplissage de l'espace compris entre le second châssis métallique et l'autre corps poreux avec un remplissage (13), et la séparation de la seconde partie et de la
première lorsque le remplissage a durci.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de préparation de la première partie comprend les étapes élémentaires suivantes: 10 l'application d'un agent de démoulage à la surface du panneau inférieur (11) et la disposition du premier corps poreux (1) et du premier châssis métallique (8) de renforcement sur le panneau inférieur, l'application d'une résine d'étanchéification 15 (12) à la surface du corps poreux (1) qui est opposée à sa surface de moulage, l'application d'une résine d'étanchéification (12) à la partie de surface du panneau inférieur qui forme une face de séparation, l'application d'un adhésif sur la résine d'étanchéification, sur ladite surface opposée et sur la face de séparation ainsi qu'à la face interne du premier châssis métallique de renforcement après durcissement de la résine d'étanchéification, le remplissage de l'espace compris entre le premier châssis métallique (8) de renforcement et le premier corps poreux (1) par un remplissage (13), et la séparation de la première partie et du
panneau inférieur lorsque le remplissage a durci. 30
3. Procédé selon l'une des revendications
1 et 2, caractérisé en ce que la résine d'étanchéification (12) garde une certaine souplesse même lorsqu'elle a durci.
4. Procédé selon la revendication 3, caracté35 risé en ce que la résine d'étanchéification (12) est un mélange d'une résine époxyde et d'un durcisseur
de polyamide.
5. Procédé selon l'une des revendications
1 et 2, caractérisé en ce que la résine d'étanchéification a une épaisseur inférieure ou égale à 10 mm
et de préférence à 5 mm.
6. Procédé selon l'une des revendications
1 et 2, caractérisé en ce que le remplissage (13) est formé d'un matériau présentant un faible retrait, même lorsqu'il a durci, et qui peut être coulé, mais possédant une résistance élevée à la compression lorsqu'il 10 est soumis à la pression de serrage.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé
en ce que le remplissage (13) est choisi dans le groupe qui comprend les mortiers et les bétons à base de ciment.
8. Procédé selon l'une des revendications 15 1 et 2, caractérisé en ce que l'adhésif est un mélange
contenant une résine époxyde comme composant principal et une combinaison quelconque de durcisseur de polyamide,
de thiol et de polyamide modifié.
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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