FR2772300A1 - Procede de fabrication, par moulage, d'une piece en materiau expanse - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication, par moulage, d'une pièce (5) en matériau expansé, notamment d'une pièce d'aspect, dans lequel :- on prévoit une cavité de moulage (1), présentant une première zone (2),- on introduit des granulés (3) de matériau destinés à constituer ladite pièce (4) dans ladite cavité (1),- on liaisonne lesdits granulés (3) entre eux en les soumettant à l'action d'un fluide caloporteur, dans ladite cavité (1).Selon l'invention, on crée entre lesdits granulés (3) et ladite première zone (2), un réseau (5) de micro-canaux s'entrecroisant de manière à faciliter le flux de circulation de l'air et/ ou des gaz à ce niveau, permettant d'obtenir un état de surface homogène et régulier.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication, par moulage, d'une piéce en matériau expansé, notamment d'une pièce d'aspect, ainsi qu'une pièce obtenue selon un tel procédé.
Bien que plus particulièrement prévue pour la réalisation de pièces destinées à l'équipement automobile, telles que planche de bord, paresoleil, pavillon, tablette arrière, panneau de porte ou autres, elle pourra également être utilisée dans tous les domaines de l'activité économique où l'on souhaite disposer de pièces en matériau expansé.
Actuellement, pour fabriquer de telles pièces, il est connu d'introduire des granulés de matériau expansé dans une cavité de moulage puis de liaisonner lesdits granulés entre eux dans le moule, tout en évacuant l'air et/ou les gaz se trouvant entre lesdits granulés. Pour cela, on prévoit, par exemple, des busettes réparties sur les parois de la cavité de moulage.
Un premier inconvénient des pièces moulées par ces procédés est qu'elle présente un état de surface irrégulier faisant apparaître des granulés juxtaposés, de taille variable et à la surface plus ou moins arrondie, ce qui leur donne un relief moutonneux, plus ou moins prononcé selon la taille des granulés.
De plus, I'air et/ou les gaz se trouvant entre lesdits granulés peut être piégé dans la cavité de moulage, notamment au niveau de ses parois.
Ceci entraîne alors la présence de porosité plus ou moins grosse visible entre les granulés à la surface de la pièce.
II est également à noter qu'à l'emplacement correspondant à celui des busettes, les pièces fabriquées présentent des marques dues au fluage de la matière fondue dans ces dernières.
De telles pièces ne peuvent ainsi pas être utilisées directement pour constituer des pièces d'aspect.
Pour remédier à ce problème, on a proposé de remplacer les busettes par des évents de plus petite dimension répartis sur la paroi du moule en regard de laquelle on souhaite que la pièce fabriquée présente une surface d'aspect, répondant à des critères d'acceptation spécifiques.
Toutefois, les moules utilisés selon de tels procédés sont difficiles à obtenir en raison des précisions d'usinage nécessaires pour la réalisation des évents. De plus, les résultats atteints ne sont pas toujours satisfaisants.
Une autre solution est de recouvrir les pièces en matériau expansé d'une peau surmoulée ou rapportée, assez épaisse pour dissimuler les traces de moulage et les porosités.
Toutefois, de tels procédés présentent l'inconvénient, notamment, de limiter le choix du matériau pouvant recouvrir la pièce.
II a encore été proposé d'effectuer une reprise de la pièce en matériau expansé après moulage et de réaliser la surface d'aspect par compression et fusion des granulés en surface.
Toutefois, un tel type de solution reste lourd à mettre en oeuvre et modifie la structure interne de la pièce.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication, par moulage, d'une pièce en matériau expansé qui pallie les inconvénients précités et dans lequel la circulation de l'air et/ou des gaz se trouvant entre lesdits granulés de matériau destinés à constituer ladite pièce soit favorisée de manière à faciliter l'obtention d'un état de surface homogène et régulier, au moins sur l'un des côtés de ladite pièce.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication, par moulage, d'une pièce en matériau expansé qui soit facile à mettre en oeuvre et ne nécessite pas de reprise.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication, par moulage, d'une pièce en matériau expansé permettant d'élargir le choix des différentes sortes de revêtements pouvant être utilisés pour recouvrir ladite pièce et permettant, notamment, I'emploi de peaux fines, ou même, la réalisation d'une peau dans la masse.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
La présente invention concerne un procédé de fabrication par moulage d'une pièce en matériau expansé, notamment d'une pièce d'aspect, dans lequel
- on prévoit une cavité de moulage, présentant une première zone,
- on introduit des granulés de matériau destinés à constituer ladite pièce dans ladite cavité,
- on liaisonne lesdits granulés entre eux en les soumettant à l'action d'un fluide caloporteur dans ladite cavité, caractérisé par le fait que l'on crée, entre lesdits granulés et ladite première zone, un réseau de micro-canaux s'entrecroisant de manière à faciliter le flux de circulation de l'air et/ou des gaz à ce niveau, permettant d'obtenir un état de surface homogène et régulier.
L'invention concerne également une pièce obtenue selon le procédé de fabrication décrit plus haut caractérisée par le fait qu'elle présente sur au moins l'une de ses faces une couche fondue, dans la masse, sans reprise, définissant un état de surface homogène et régulier.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante et parmi lesquels
- la figure 1 décrit, en vue de coupe, un exemple de moule pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication conforme à l'invention,
- ta figure 2 est une vue de face partielle détaillant un exemple de structure d'un élément mis en oeuvre selon le procédé de fabrication conforme à l'invention,
- les figures 3a à 3e illustrent, de manière schématique, différentes étapes de mise en oeuvre du procédé de fabrication conforme à l'invention,
- la figure 4 est une vue en coupe illustrant, de manière partielle, un exemple de pièces obtenues par le procédé de fabrication conforme à l'invention.
La présente invention concerne un procédé de fabrication par moulage d'une pièce en matériau expansé, notamment d'une pièce d'aspect.
Bien que plus particulièrement prévue pour la réalisation d'équipement intérieur de véhicule tel que, par exemple, planche de bord, paresoleil, pavillon, tablette arrière, panneau de porte ou autres, elle pourra également être utilisée dans tous les autres secteurs de l'activité économique dans lesquels on est amené à employer des pièces en matériau expansé.
Comme représentée à la figure 1, on prévoit pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication conforme à l'invention, une cavité de moulage 1, présentant une première zone 2, et on introduit des granulés 3 de matériau destinés à constituer ladite pièce, repérée 4, dans ladite cavité 1.
II s'agit, par exemple, de billes ou perles expansées, de formats et tailles variables, notamment de 1 à 10 mm. Ces dernières sont constituées, par exemple, d'une matière de base oléfinique telle que, notamment, du polypropylène ou de base styrénique, telle notamment du polystyrène.
Après remplissage, on liaisonne lesdits granulés 3 en les soumettant à l'action d'un fluide caloporteur, tel que notamment de la vapeur d'eau surchauffée dans ladite cavité 1.
Selon l'invention, on crée, entre lesdits granulés 3 et ladite première zone 2, un réseau 5 de micro-canaux s'entrecroisant.
On constate en effet que la présence dudit réseau 5 facilite le flux de circulation de l'air et/ou des gaz risquant d'être piégés à ce niveau. II permet une meilleure diffusion de la vapeur entre les granulés en contact et la première zone 2 et une meilleure évacuation par entraînement de l'air et/ou des gaz enfermés vers d'autres parties du moule.
On obtient ainsi une pièce 4 présentant, au niveau correspondant, un état de surface satisfaisant, notamment sans porosité, présentant un état de surface homogène et régulier.
II est alors possible de l'utiliser, soit seule, soit revêtue d'une
peau qui pourra être, si désirée, de faible épaisseur.
Cela étant, comme illustré à la figure 2, ledit réseau 5 est défini, par exemple, par un écran capillaire amovible 6. Par amovible , on entend que ledit écran 6 ne fait pas partie de la pièce 4 après moulage, ni de la masse du moule.
Ledit écran 6 est, notamment, de fine épaisseur. II présente, par exemple, de fines ouvertures de manière à être poreux. Plus précisément, il est, notamment, perméable aux gaz tels que, par exemple, air ou vapeur d'eau, qui restent libres de circuler dans le plan dudit écran 6 à l'intérieur des microcanaux qu'il définit. Toutefois, lesdites ouvertures sont suffisamment faibles pour empêcher le passage des granulés 3.
Ledit écran 6 est constitué, par exemple, d'une grille et/ou d'une toile à fils entrelacés, notamment tissés. L'enchevêtrement des fils permet, notamment, une communication entre les mailles de ladite toile et/ou de ladite grille, comme illustré par les flèches repérées 30, favorisant la circulation des fluides dans le plan dudit écran 6.
II pourra s'agir, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, de fils d'environ 200 microns laissant des ouvertures carrées d'environ 300 microns.
Ladite grille et/ou toile est constituée, par exemple, de métal et/ou tout autre matériau supportant les conditions de moulage.
En se reportant de nouveau à la figure 1, on constate que l'on prévoit des orifices 7 tels que, par exemple, des busettes, notamment sur les parois de la cavité de moulage 1 dans une seconde zone 8, complémentaire de ladite première zone 2. Selon ce mode de réalisation, les parois de la cavité de moulage 1 ne présentent ainsi pas de busette au niveau de ladite première zone 2 et l'air et/ou les gaz se trouvant à ce niveau lors du moulage sont entraînés, comme évoqué plus haut, par ledit réseau 5 vers ladite seconde zone 8.
Comme développées plus loin, lesdites busettes permettent, alternativement, l'introduction i éjection de fluide telle que, par exemple, air, vapeur, condensat ou autres dans ou hors de ladite cavité de moulage 1.
Comme représenté aux figures 3a à 3c, on remplit ladite cavité 1, notamment intégralement, par exemple sous l'action d'une variation de pression entre un réservoir de stockage 9 et ladite cavité 1, comme illustré par la flèche repérée 16.
Lesdits granulés 3 s'accumulent et occupent alors le volume disponible, I'air en excès s'échappant, par exemple, par les busettes 7.
Les granulés 3 non introduits sont éventuellement, refoulés vers ledit réservoir de stockage 9, comme illustré par la flèche repérée 17.
Dans certains cas, notamment si les granulés 3 utilisés sont constitués de polypropylène, ceux-ci sont comprimés dans ladite cavité de moulage 1 lors du remplissage, par exemple sous l'action d'air comprimé ou par écrasement complémentaire par diminution des dimensions de la cavité de moulage 1.
Pour liaisonner lesdits granulés 3 entre eux, on fait, par exemple circuler ledit fluide caloporteur dans ladite cavité de moulage 1. Ladite circulation est réalisée, par exemple, successivement selon deux directions opposées.
La vapeur est apportée dans la cavité de moulage 1, par exemple, par l'intermédiaire d'une chambre 10, dite de vapeur, entourant cette dernière. Elle pénètre alors dans ladite cavité 1 à travers ledites busettes 7. La vapeur est introduite dans ladite chambre 10, notamment grâce à des buses 20.
Les calories apportées par cette circulation de vapeur viennent ramollir la surface des granulés 3. L'inversion des passages de vapeur favorise une meilleure homogénéité du traitement.
Comme représenté à la figure 3d, on clôt, par exemple, hermétiquement, ladite cavité 1 après circulation de la vapeur puis on dépressurise ladite cavité 1 au bout d'un temps prédéterminé, notamment par ouverture d'une ou des buses de vapeur 20.
Lesdits granulés 3 étant alors comprimés, le retour à la pression atmosphérique permet leur dilatation et, leur paroi étant ramollie, lesdits granulés s'autocollent les uns aux autres.
C'est notamment durant cette phase que les volumes libres entre lesdits granulés 3 sont comprimés et que l'air et/ou les gaz s'y trouvant s'échappent vers l'extérieur en passant par les busettes 7. En particulier, I'air et/ou les gaz se trouvant au voisinage de ladite première zone 2 sont évacués grâce audit réseau 5.
Avant démoulage, ladite pièce 4 est éventuellement refroidie.
Pour cela, de l'eau et/ou de l'air à température ambiante est, par exemple, introduit sur les surfaces externes de la cavité de moulage 1 , notamment dans ladite chambre de vapeur 10 à partir de rampes d'aspersion 11.
Comme repérée à la figure 3c, la matière de la pièce thermoplastique 4 étant figée, on peut ouvrir la cavité de moulage 1 et extraire ladite pièce 4 du moule 12, notamment à l'aide de tiges poussoirs 13.
Ledit moule 12 est constitué, notamment, de deux pièces 12a, 12b, définissant chacune une chambre de vapeur entourant complémentairement ladite cavité de moulage 1. Cette dernière est définie par l'entrefer prévu entre lesdites pièce 12a, 12b.
Cela étant, il est à noter que ledit réseau 5 permet, outre les effets indiqués plus haut, de diminuer les pertes de charge lors de l'introduction de la vapeur, notamment grâce à un effet d'aspiration.
Comme représentée à la figure 4, I'invention concerne également une pièce 4, obtenue selon le procédé de fabrication indiqué plus haut. Cette dernière présente, sur au moins l'une de ses faces 14, une couche fondue 15, dans la masse, sans reprise, présentant un état de surface homogène et régulier.
En effet, on constate que le réseau 5 utilisé selon le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir une plus grande fusion localisée des granulés 3 en regard de ladite première zone 2 et d'obtenir ainsi une telle couche 15, qui reproduit les motifs dudit réseau 5.
En cas d'utilisation d'un écran 6 en forme de grille et/ou de toile constitué de mailles, ladite couche 15 présente un motif correspondant au moulage positif desdits granulés 3 dans lesdites mailles, dû au figement desdits granulés 3 fondus lors du refroidissement.
Ladite pièce 4 présente ainsi, au niveau de sa face 14, un aspect régulier et homogène, de toucher éventuellement agréable.
Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication, par moulage, d'une pièce (4) en matériau expansé, notamment d'une pièce d'aspect, dans lequel
- on prévoit une cavité de moulage (1), présentant une première zone (2),
- on introduit des granulés (3) de matériau destiné à constituer ladite pièce (4) dans ladite cavité (1),
- on liaisonne lesdits granulés (3) entre eux en les soumettant à l'action d'un fluide caloporteur, dans ladite cavité (1), caractérisé par le fait que l'on crée, entre lesdits granulés (3) et ladite première zone (2), un réseau (5) de micro-canaux s'entrecroisant de manière à faciliter le flux de circulation de l'air et/ou des gaz à ce niveau, permettant d'obtenir un état de surface homogène et régulier.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit réseau (5) est défini par un écran capillaire amovible (6).
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit écran (6) est constitué d'une grille et/ou d'une toile à fils entrelacés et/ou à trous.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on prévoit des orifices (7) sur les parois de la cavité (1) de moulage dans une seconde zone (8), complémentaire de ladite première zone (2).
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on remplit ladite cavité (1) sous l'action d'une variation de pression.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on refoule le ou lesdits granulés (3) de matériau non introduits dans ladite cavité de moulage (1) vers une zone de stockage (9).
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on comprime lesdits granulés (3) lors de leur introduction dans ladite cavité de moulage (1).
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fait circuler ledit fluide caloporteur successivement selon deux directions opposées dans ladite cavité de moulage (1).
9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on clôt
hermétiquement ladite cavité (1) après circulation de la vapeur et on
dépressurise ladite cavité (1) après un temps prédéterminé.
10. Pièce obtenue selon le procédé de fabrication, selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle présente sur au moins l'une de ses faces (14) une couche fondue (15) réalisée dans la masse, sans reprise, présentant un état de surface homogène et régulier.
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