FR2602453A1 - Procede de fabrication d'un moule poreux pour realisation d'objets ceramiques - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN MOULE POREUX. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE DANS LEQUEL UN CARTER SUPERIEUR 3 EST MUNI D'UN DISPOSITIF DE FIXATION SOUS FORME D'AIMANTS 10 QUI RETIENNENT DES ORGANES DE RETENUE SOUS FORME DE BOULONS 4, PAR ATTRACTION MAGNETIQUE. DES LIGNES SOUPLES 5 PASSENT DANS LES TROUS DES BOULONS, ET UN MOULE POREUX PEUT ETRE COULE ENTRE LE CARTER SUPERIEUR 3 ET UNE BASE 7. APRES DEMOULAGE, LES AIMANTS 10 LAISSENT LES BOULONS 4 DANS LE MOULE POREUX, ET LA LIGNE SOUPLE 5 PEUT ENSUITE ETRE RETIREE ET LAISSE AINSI UN CANAL DANS LE MOULE POREUX. APPLICATION A LA FABRICATION DE MOULES POUR REALISATION D'OBJETS CERAMIQUES.
Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un moule poreux
utilisé dans un procédé de moulage par coulée en barbotine lors de la réalisation d'objets céramiques. Au cours de la fabrication de la plupart des objets céramiques de grande dimension et de forme compliquée, on a adopté depuis longtemps un procédé de moulage par coulée en barbotine sans application de pression, avec un moule de plâtre. Dans le procédé de coulée en barbotine cependant, 10 l'eau de la barbotine est absorbée dans le moule par effet
capillaire si bien que la vitesse de moulage ne peut pas être augmentée de manière considérable. Lorsque le moule de plâtre est saturé d'eau, son effet capillaire est tellement amoindri que le moule doit être séché pendant longtemps 15 après une utilisation ou deux seulement.
En conséquence, on a mis au point récemment un
procédé de moulage sous pression destiné à éliminer ces inconvénients et à augmenter considérablement la productivité.
Dans ce procédé de moulage sous pression, la barbotine est coulée à une pression comprise entre plusieurs bars et 30 bars, dans un espace délimité entre deux parties de moule, c'est-à-dire dans une cavité de moulage. Le moule poreux est réalisé par remplissage de l'espace compris 25 entre un récipient métallique de renforcement qui résiste à la pression ou un boîtier, et une base avec une poudre ou une suspension de formation d'un moule poreux (par exemple un mélange d'une résine époxyde et de sable), et par durcissement de la suspension ou de la poudre afin qu'elle 30 forme un structure solidaire du récipient ou du caisson
métallique de renforcement.
Dans cette structure, la réalisation du récipient résistant à la pression ou de la boite métallique de renforcement, qui doit être robuste, avec la même forme que le 35 produit ou l'objet à mouler est extrêmement difficile. Du fait de cette difficulté, la couche poreuse a localement
une grande épaisseur.
L'épaisseur excessive de la couche poreuse provoque une augmentation de la contrainte élastique de compression due à la pression exercée par la barbotine pendant le moulage sous pression si bien que les coins de la couche 5 poreuse risquent de se fissurer. Lorsque le produit moulé doit être retiré du moule en outre, un autre défaut qui apparaît est que la réaction de la contrainte de compression provoque un accrochage du produit par la couche poreuse si bien que l'opération d'extraction ou de démoulage 10 devient difficile. D'autre part, le procédé de moulage sous pression doit mettre en oeuvre non seulement des passages d'évacuation de l'eau qui a été chassée pendant le moulage, à travers le moule poreux, mais aussi des passages d'air comprimé destinés à injecter de l'air et de l'eau vers la 15 surface de moulage par l'intermédiaire du moule poreux, lorsque le produit doit être retiré du moule. Si le moule est formé de deux parties par exemple, une partie supérieure et une partie inférieure, la partie supérieure doit être mise sous vide pendant l'enlèvement du produit de la 20 partie inférieure du moule afin que le produit puisse être attiré vers la partie supérieure mais ne tombe pas. A cet effet, des passages de circulation d'air sont aussi indispensables. Ces passages peuvent être partagés et doivent avoir des intervalles et un espacement par rapport à la 25 surface de moulage qui sont tels que l'eau et l'air sont
injectés uniformément afin qu'aucune gêne n'apparaisse au cours du démoulage. Divers procédés de formation des passages de circulation d'eau et d'air ont déjà été proposés, mais ils ont présenté des difficultés au cours de leur 30 fabrication et de leur utilisation.
Selon l'un des procédés connus, un moule poreux ayant des passages de circulation d'eau et d'air, est réalisé par mise d'une toile métallique sous forme d'une cage maintenue à une distance voulue de la surface de moulage, par fixation, à intervalle convenable, de tubes poreux ou d'organes tubulaires formés par enroulement, recouverts d'étoffe et destinés à assurer la communication de l'eau et de l'air, par fixation de la cage à un récipient résistant sous pression, à une distance voulue de la surface de moulage, par raccordement du récipient sous pression à un carter de base afin qu'une cavité de moulage 5 soit délimitée, et par coulée et durcissement d'une suspension de formation d'une couche poreuse dans la cavité de moulage. Ce procédé présente des inconvénients car la cage doit être formée pour chaque moule, la cage de toile métallique est difficilement réalisée avec une force précise, et 10 la disposition des passages de circulation d'eau avec précision dans la couche poreuse est difficile, et en outre, la fabrication des organes tubulaires qui doivent être fixés à la cage présentent des inconvénients. Comme les passages de circulation d'eau et d'air dans ce procédé ont 15 difficilement un faible diamètre, la partie vide augmente
aux intersections éventuelles des passages et pose des problèmes de résistance mécanique du moule et d'espacement par rapport à la surface de moulage, si bien qu'un autre défaut est dû au fait que les passages ne peuvent pas se 20 recouper librement.
Dans un autre procédé déjà proposé (dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n 8010/1985), des canalisations souples ou rigides sont directement fixées dans une boîte métallique de renforce25 ment, et cette boite est raccordée à une base afin qu'une
cavité de moulage soit formée. Une suspension destinée à former une couche poreuse est coulée et est durcie dans la cavité du moule. Lorsque la suspension a durci, les canalisations sont retirées afin qu'elles forment des passages 30 d'évacuation. Cependant, dans ce procédé, la boîte métallique ne peut pas avoir la même forme que le produit ou l'objet à former. En conséquence, un défaut est dû au fait que les passages de circulation d'eau et d'air ne peuvent pas être réalisés avec l'espacement voulu de la surface de 35 moulage et avec sélection de l'intervalle voulu.
Dans un autre procédé proposé, des gorges sont formées à la surface arrière d'un moule poreux préalablement
réalisé, à l'aide d'un outil, et sont recouvertes de gorges portant un adhésif afin que les passages de circulation d'eau et d'air soient réalisés. Ce.procédé présente des défauts en ce que les gorges n'ont pas la précision dimen5 sionnelle voulue et parce que, étant donné le travail manuel de collage des rubans avec un adhésif, sur les gorges, les doigts des ouvriers sont empoisonnés par la colle. Un autre inconvénient est dû au fait que l'air comprimé présente des fuites au niveau des parties collées, 10 lors de l'utilisation du moule, et peut provoquer la cassure du moule.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication
d'un moule qui ne présente pas l'inconvénient précité et dont la fabrication-est facile et dont l'utilisation est 15 commode.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un moule poreux utilisé pour le moulage sous pression d'objets céramiques, le procédé comprenant la fixation temporaire de plusieurs organes de maintien ayant 20 des ouvertures, et formant un arrangement, à un intervalle voulu de la face interne d'un carter supérieur formé d'un matériau rigide, l'enfilage d'une ligne souple dans les ouvertures des organes de maintien dans chaque rangée afin que cette ligne soit retenue avec un espacement prédétermi25 né par rapport à la surface interne du carter supérieur, l'une au moins des deux extrémités de la ligne souple étant prolongée jusqu'à l'extérieur du carter supérieur, la coulée d'une suspension dans la cavité du moule qui est délimitée entre le carter supérieur et un carter inférieur de 30 base raccordé au premier carter afin qu'un moule poreux
soit formé, l'enlèvement du carter supérieur du moule poreux après durcissement de la suspension, les organes de maintien restant dans le moule poreux avec les lignes souples, et l'extraction des lignes souples du moule poreux 35 afin que des canaux soient formés dans celui-ci.
Les procédés suivants peuvent être adoptés pour la
fixation temporaire des organes de maintien au carter supé-
rieur. D'abord, plusieurs aimants peuvent être enrobés à demeure à la face interne du carter supérieur, avec réalisation des organes de maintien en un matériau ferromagnétique. Chacune des deux parties d'un ruban "Magic Tape" peut être appliquée à la face interne du carter supérieur
et aux organes de maintien. Un adhésif qui peut être séparé plusieurs fois par pelage peut être appliqué au moins à la face interne du carter supérieur ou de chaque organe de maintien. Enfin, un ruban adhésif peut être appliqué au 10 moins aux faces internes du carter supérieur ou des organes de maintien.
Selon ces procédés, les organes de maintien sont séparés du carter supérieur et restent dans le moule poreux lorsque le carter supérieur est retiré si bien que ce 15 carter peut être retiré sans aucune difficulté du moule poreux même lorsque celui-ci a des faces verticales et/ou inclinées. Ceci rend superflu le remplissage des ouvertures qui sont formées lors de l'enlèvement des organes de maintien avec le carter supérieur, hors du moule poreux, par 20 une résine, comme dans le cas o les organes de maintien sont fixés de façon permanente au carter supérieur. Ainsi,
le rendement du travail est considérablement amélioré.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description 25 qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence
aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe représentant un moule poreux fabriqué par mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 2 est une perspective schématique représentant des canaux ou rigoles formés dans le moule poreux; la figure 3 est une perspective représentant un carter supérieur destiné à être utilisé dans le procédé de l'invention; la figure 4 est une vue détaillée représentant la situation des lignes souples fixées au carter supérieur par les organes de maintien; la figure 5 est une élévation frontale représentant la disposition relative de l'un des aimants du carter supérieur et de l'organe correspondant de maintien; la figure 6 est une coupe représentant la situation dans laquelle une suspension destinée à former le moule poreux est coulée dans une cavité de moulage délimitée par le carter supérieur et par un carter inférieur de base raccordé au carter supérieur; la figure 7 est une coupe représentant le carter 10 inférieur de base et le moule poreux alors que le carter supérieur est en cours d'enlèvement; et la figure 8 est une coupe représentant le moule
poreux dont les lignes souples ont été retirées.
La figure 1 représente un moule poreux fabriqué par 15 mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le moule poreux 1 est formé avec un certain nombre de passages tels que les canaux 2 de circulation d'eau et d'air. Les canaux 2 sont formés de canaux principaux et dérivés 2a et 2b qui se recoupent, comme représenté schématiquement sur la figure 20 2 2. La figure 3 représente un carter supérieur 3 qui est destiné à être utilisé pour la fabrication d'un moule poreux, par mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce carter supérieur 3 est formé d'un matériau rigide, par 25 exemple d'un polymère fluoré "FRP". Un certain nombre de
lignes souples 5, placées avec un intervalle prédéterminé, sont fixées par les organes 4 de maintien sur le carter supérieur 3. La référence 5b désigne des lignes souples destinées à former les canaux en dérivation qui sont recou30 pées par une ligne souple 5a destinée au canal principal.
Toutes ces lignes souples 5 ont leurs extrémités qui rejoignent l'extérieur du carter supérieur 3 de manière qu'elles puissent être retirées du moule poreux 1 après durcissement de celui-ci. Les lignes souples 5 peuvent être de préfé35
rence sous forme d'une tige ou d'un tube de section circulaire ou elliptique et peuvent être formées d'un matériau élastique et robuste, par exemple un caoutchouc de polyé-
thylène ou de silicone. Les lignes 5 ont de préférence un
diamètre compris entre 1 et 5 mm.
Comme l'indique la figure 3, le carter supérieur 3
convient à la fabrication du moule poreux qui a des faces 5 verticales et/ou inclinées ainsi qu'une face horizontale.
Comme représenté sur les figures 4 et 5, des aimants 10 sont enrobés à demeure dans le carter supérieur 3 et forment un arrangement d'intervalles prédéterminés de manière qu'ils attirent temporairement les organes 4 de maintien 10 qui sont formés d'un matériau ferromagnétique. Chacun de ces organes 4 de maintien a une ouverture 6, et chaque ligne souple 5 est enfilée dans les ouvertures 6 des organes de maintien 4 qui la retiennent dans chaque ligne si bien que la ligne reste avec un espacement prédéterminé par 15 rapport à la face interne du carter supérieur. Ainsi, comme
l'indique la figure 6, le carter supérieur 7 portant les lignes souples 5 est combiné à un carter inférieur 7 de base, et une suspension 9 de formation du moule poreux est coulée dans la cavité du moule délimitée par les deux 20 carters 3 et 7.
Après durcissement de la suspension de formation du moule poreux, le carter supérieur 3 est séparé du moule poreux 1. Les aimants 10 sont alors retirés des organes 4 de maintien afin que ceux-ci restent dans le moule poreux 25 (comme représenté sur la figure 7). Les lignes souples sont ensuite retirées afin que les canaux 2 soient formés dans le moule poreux 1 (comme représenté sur la figure 8). Les organes 4 de maintien peuvent être avantageusement soumis à un traitement anti-rouille par revêtement par une résine, 30 par exemple de manière qu'ils ne puissent pas rouiller
pendant leur utilisation.
Dans la description qui précède, les organes de
maintien sont fixés temporairement au carter supérieur, les organes de maintien étant constitués d'un matériau ferroma35 gnétique, et coopérant avec des aimants. Cependant, la fixation temporaire peut aussi être réalisée d'autre manière, par exemple avec des rubans de retenue "Magic Tape", à l'aide d'un adhésif réutilisable ou à l'aide d'un ruban adhésif. Comme décrit précédemment, dans le procédé selon l'invention, lorsqu'un moule poreux destiné à un moulage 5 sous pression doit être fabriqué, le carter supérieur portant les lignes destinées à former les canaux de circulation d'eau et d'air dans le moule poreux est utilisé de manière que la distance comprise entre les canaux et la surface de moulage du moule, et l'intervalle et le diamètre 10 des canaux puissent être réglés avec précision et éliminent pratiquement les défauts de la technique antérieure. En particulier, comme les canaux sont formés dans le moule poreux par simple enlèvement du carter supérieur et extraction des lignes souples après durcissement du moule poreux, 15 la formation des canaux n'est pas difficile. Les lignes
souples peuvent être fixées d'une manière remarquablement simple et rapide avec un arrangement prédéterminé sur le carter supérieur, par une personne ne nécessitant pas une grande expérience, si bien que le rendement de l'opération 20 peut être considérablement augmenté.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés qui 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 poreux, utilisé pour le moulage sous pression d'objets céramiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la fixation temporaire de plusieurs organes (4) de maintien ayant des ouvertures, et formant un arrangement laissant un intervalle voulu par rapport à la face interne d'un carter supérieur (3) formé d'un matériau rigide, l'enfilage d'une ligne souple (5) dans les ouver10 tures des organes de maintien de chaque rangée afin que la ligne soit maintenue avec un espacement prédéterminé par rapport à la surface interne du carter supérieur, l'une au moins des deux extrémités de la ligne souple rejoignant l'extérieur du carter supérieur, la coulée d'une suspension dans une cavité de moulage qui est délimitée entre le carter supérieur (3) et un carter inférieur (7) raccordé au carter supérieur afin qu'un moule poreux soit formé, l'enlèvement du carter supérieur (3) du moule poreux 20 après durcissement de la suspension, les organes de maintien (4) restant avec les lignes souples (5) dans le moule poreux, et l'extraction des lignes souples (5) du moule poreux afin que des canaux (2) soient formés dans le moule poreux. 25
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation temporaire comprend l'enrobage à demeure de plusieurs aimants (10) dans la face interne du carter supérieur (3), et les organes de maintien (4) sont formés
d'un matériau ferromagnétique.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de fixation temporaire comprend la fixation des organes de maintien (4) à l'aide d'un ruban de retenue "Magic Tape" à la face interne du carter supérieur (3) et
de chaque organe de maintien (4).
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de fixation temporaire comprend l'application d'un adhésif réutilisable à l'une au moins des faces internes du carter supérieur (3) et de chaque organe de
maintien (4).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de fixation temporaire comprend l'applica5 tion d'un ruban adhésif à une face interne au moins du
carter supérieur (3) et de chaque organe de maintien (4).
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lignes souples (5) sont des éléments sous forme
de tige ou de tubes ayant un diamètre de 1 à 5 mm.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes sous forme de tubes ou de tiges sont
formés d'un caoutchouc de polyéthylène ou de silicone.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'application aux organes de 15 maintien (4) d'un traitement antirouille par revêtement
par une résine.
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