FR2883220A1 - Procede de moulage par embouage - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de moulage par embouage comprenant diverses étapes dont une étape de prise de poudre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'en dehors de cette étape de prise de poudre, la poudre contenue dans le bac à poudre est fluidisée et/ou maintenue à un degré souhaité d'hygrométrie.

Description

L'invention se rapporte à un procédé de moulage par embouage.
Elle se rapporte également aux moyens pour la mise en oeuvre du procédé.
Il est connu depuis bien longtemps de fabriquer des peaux destinées à recouvrir les tableaux de bord des véhicules par un procédé de moulage par embouage connu généralement sous le nom slush molding .
Ce procédé consiste à chauffer un moule à une température donnée et puis à mettre en contact la surface du moule avec une poudre qui va fondre au contact de la surface chaude et se gélifier pour venir former la peau.
Le temps de contact avec la surface chaude et la température de cette surface chaude 10 vont, notamment, déterminer l'épaisseur de la peau.
La poudre est placée dans un bac à poudre qui s'accouple momentanément avec le moule préchauffé.
Lorsque le bac est associé au moule, un mouvement de rotation ou de balancement de l'ensemble répartit la poudre.
Il s'agit de l'étape prise de poudre.
Dans le bac à poudre, la poudre est largement en excédent par rapport à la quantité qui sera utilisée pour former une peau.
Une faible fraction de la quantité totale de poudre contenue dans le bac est prélevée. Cette quantité dépend de la température du moule et de la durée de mise en contact.
Au terme d'un certain nombre de cycles de prise de poudre, le bac à poudre est rechargé en poudre.
On connaît différentes installations qui proposent de faire l'ensemble du cycle en accrochant le moule sur une tourelle qui amène le moule aux différents postes d'élaboration du produit fini.
Cette solution est intéressante mais n'est pas limitative du mode de déplacement du moule.
A ce jour, le matériau utilisé, dans 95% des peaux pour tableau de bord de véhicule, est du polychlorure de vinyle (PVC).
Les 5% restant des peaux sont réalisées avec du polyuréthane (ThermoPlastique 30 uréthane TPU).
La maîtrise de ce procédé avec du polyuréthane semble beaucoup plus difficile qu'avec le polychlorure de vinyle.
En effet on constate que beaucoup de peaux présentent des défauts d'aspects qui conduisent donc à un taux de rebut important.
L'invention se propose d'apporter une solution au problème énoncé.
A cet effet l'invention se rapporte à un procédé de moulage par embouage comprenant diverses étapes dont une étape de prise de poudre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'en dehors de cette étape de prise de poudre, la poudre contenue dans le bac à poudre est fluidisée et/ou maintenue à un degré souhaité d'hygrométrie.
L'invention a également pour objet une installation de moulage par embouage. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ciaprès faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente schématiquement FIG 1: une partie d'une installation de moulage FIG 2: L'installation de moulage au poste de prise de poudre en vue de face.
FIG 3: L'installation de moulage au poste de prise de poudre en vue de dessus.
FIG 4: L'installation de moulage au poste de prise de poudre en vue de face en position de mise sous vide.
FIG 5: Un détail de la figure 4.
En se reportant au dessin, on voit une installation 1 de moulage par embouage 20 comprenant un moule 2 destiné à être accouplé à un bac 3 à poudre pendant une étape du cycle de fabrication dite étape de prise de poudre.
La poudre peut être du polychlorure de vinyle ou un thermo-plastique uréthane. Le cycle de fabrication se déroule de la manière suivante.
Le moule qui comporte l'empreinte de la pièce à former est chauffé dans un four 25 jusqu'à atteindre la température souhaitée. Ce chauffage peut être précédé d'un préchauffage selon les besoins du cycle de production.
Lorsque le moule appelé encore coquille atteint la température requise, le moule est accouplé à un bac à poudre pour délimiter une enveloppe fermée.
Le moule 2 est porté par un axe 4 de rotation en sorte que l'ensemble composé du 30 moule et du bac est mis en rotation autour de l'axe 4 précité afin que la poudre se répartisse sur l'empreinte chaude.
Cette opération de répartition de la poudre étant achevée, le bac à poudre est remis en sa position initiale sur son support 5 et le moule est déplacé vers un poste de gélification.
Le moule 2 est ensuite partiellement refroidi pour retirer la peau et recommencer un 5 cycle.
Le bac 3 à poudre contient une quantité de poudre largement supérieure au besoin pour la fabrication d' une peau.
Au terme d'un certain nombre d'étape de prise de poudre, le bac est approvisionné par de la poudre en stock.
Le cycle décrit précédemment peut être adapté mais il comprend toujours une étape de prise de poudre selon laquelle étape, le bac à poudre est accouplé à la coquille. Selon l'invention, en dehors de cette étape de prise de poudre, la poudre contenue dans le bac à poudre est fluidisée et/ou maintenue à un degré d'hygrométrie souhaité. Pour fluidiser la poudre, on peut utiliser un vibreur.
Dans une forme préférée, on injecte un gaz tel de l'air dans la masse de poudre contenue dans le bac à poudre.
Ce gaz est préalablement chauffé et/ou asséché avant d'être introduit dans la masse de poudre.
Ce gaz est introduit en plusieurs points d'injection sous la couche de poudre en sorte 20 que ce gaz brasse la poudre et évite la formation d'agglomérats.
Ce gaz traversant la poudre entraîne avec lui de l'eau ou de la chaleur si celle-ci est en excès dans la poudre ou apporte un complément de chaleur si cela est utile. Ainsi en injectant un gaz tel de l'air, on agite la masse de poudre ce qui évite la formation de petites masse et en même temps, on sèche la poudre si besoin.
On injecte un gaz chauffé à une température dépendant de celle de la poudre contenue dans le bac.
On va donc pouvoir travailler avec des paramètres constants de poudre.
On contrôle donc au moins périodiquement l'hygrométrie et/ou la température de la poudre contenue dans le bac à poudre afin d'adapter la température du gaz propulsé 30 dans le bac à poudre.
En effet, si on chauffe trop la poudre, le temps de contact de celle-ci avec le moule doit être modifié car l'épaisseur de la peau va changer.
On règle donc la température du gaz et/ou son débit pour obtenir une poudre à température relativement constante.
En effet il faut se rendre compte que chaque fois que le bac est accouplé au moule chaud, une partie de la chaleur de ce moule se dissipe dans la poudre et la chauffe. Ces dispositions techniques diminuent notamment la formation des bulles de vapeur qui se produisent lorsque la poudre humide est en contact avec la surface chaude. Ces points d'injection répartis, notamment, sous la couche de poudre homogénéisent la couche de poudre.
On prélève de l'air chaud, par exemple au niveau des moyens 6 de chauffage du four par exemple, au niveau de la cheminée d'évacuation des gaz de combustion d'un four. Un échangeur Ide chaleur est, par exemple, monté sur le conduit d'évacuation des gaz brûlés lorsque le four fonctionne au gaz.
Une turbine 8 propulse cet air réchauffé dans la poudre.
Une vanne 9 de mélange, située en amont de l'aspiration de la turbine permet de mélanger de l'air chaud avec de l'air plus frais pour atteindre la température requise. Une sonde 10 de température avec un système de régulation peut piloter la vanne de mélange.
Des filtres 11 sont installés sur les bouches d'aspiration pour ne pas polluer l'air qui sera projeté dans la poudre.
Le bac 3 à poudre se présente sous forme d'un caisson ouvert à sa partie supérieure qui constituera le plan de joint avec le moule.
On utilise donc des moyens pour fluidiser la poudre par injection d'un gaz.
Par exemple, le bac à poudre comprend, avantageusement, un double fond 12 délimitant un volume 13 inférieur dans lequel le gaz est injecté.
La paroi supérieure de ce volume 13 est percée d'orifices au travers desquels le gaz va pénétrer dans la masse de poudre. Un filtre 14 couvre ces orifices tel un tissu à mailles fines. Cela évite que la poudre tombe dans le volume précité.
Au lieu d'un double fond, on peut directement placer des conduites dans le fond du bac.
Le bac à poudre est posé sur un support 5 duquel il se détache lors de la prise de poudre.
Ce support 5 est par exemple une table élévatrice ou un chariot ou un carroussel.
Lors de la rotation de l'ensemble constitué par le bac à poudre et le moule, il ne faut pas perturber la dépose de la poudre et ne pas être gêné par de la tuyauterie. L'injection d'air peut être supprimé.
Le bac 3 à poudre est donc relié par un moyen 15 d'accouplement rapide à un circuit 14 d'alimentation en gaz chaud présenté par le support et alimenté par la turbine. Ce moyen d'accouplement comprend des moyens 16 pour fermer provisoirement l'arrivée d'air chaud tel un clapet à volet qui revient vers sa position fermée lorsque le bac à poudre est séparé du support.
Il peut s'agir par exemple d'un clapet à volet qui est repoussé en position ouverte lorsque le bac à poudre se pose sur le support. A cet effet, le fond du bac peut être équipé d'un manchon qui pénètre dans une conduite de diamètre plus grand.
Le débit de gaz introduit dans le bac à poudre sera contrôlé par une vanne 17.
Lorsque le bac à poudre est porté par un carrousel, un joint tournant 18 assure l'alimentation des différents bacs à poudre en gaz chaud.
Cette solution permet donc de travailler avec une poudre qui présentera des constantes thermiques et hygrométriques stables dans le temps.
On a donc utilisé des moyens pour fluidiser la. poudre dans le bac à poudre et/ou adapter son degré d'hygrométrie.
Dans une variante de réalisation, le bac à poudre comprend des moyens 19 en vue de fermer le conduit 20 d'introduction des gaz chauds lors de la séparation du bac avec son support tel une vanne.
Cette solution est nécessaire lorsque l'on souhaite maintenir le vide dans l'enceinte formée par le moule et le bac à poudre ou encore placer cette enceinte sous atmosphère contrôlée le temps de la prise de poudre.
Le moule est monté en porte à faux sur un axe 4 de rotation et l'extrémité opposée de ce moule présente un moyen 21 en vue de constituer une contre-pointe pendant le 30 temps de rotation.
C'est au niveau de ce moyen en vue de constituer la contre-pointe que le vide ou l'injection d'un gaz inerte s'établit dans l'enceinte constituée par le moule et le bac à poudre.
Un circuit 32 de mise sous vide ou d'alimentation en gaz inerte est donc prévu.
Plus précisément le moule est porté par un cadre porté à l'extrémité d'un bras. L'introduction d'un gaz inerte ou la prise de vide se situant de préférence au niveau du bac à poudre, il faut établir une liaison entre 1. a conduite 22 fixe située sur le bac à poudre et celle 23 située sur le moule lors de l'accouplement du bac à poudre et du moule par un mouvement vertical.
Une connexion entre les deux tronçons de conduite doit être réalisée à chaque accouplement du moule et du bac à poudre.
Il est donc prévu un moyen de connexion rapide.
Notamment, pour réduire le temps nécessaire à la mise sous vide, il faut éviter les pertes de charge et les fuites.
L'invention propose une solution simple La conduite 23 disposée sur le châssis portant le moule est située dans l'axe de rotation du moule mais son extrémité ne débouche pas dans le moule. Cette extrémité se termine par une face 23 A en biseau tournée vers le bas en direction du bac à poudre. La conduite 22 aboutissant à l'intérieur du bac en poudre est dans l'axe de rotation de l'ensemble moule plus bac à poudre avec son entrée 22 A qui est également biseautée mais tournée vers le haut.
Un joint 24 en matériau souple résistant à la chaleur délimite une face d'appui élastique pour l'une des extrémités biseautées en sorte d'obtenir une étanchéité lors du mouvement d'accouplement du moule et du bac à poudre.
Ce matériau souple est par exemple une matière siliconée.
Cette disposition accepte de écarts de température de l'ordre de 250 Celsius.
Le joint sera porté indirectement par la conduite fixée sur le bac à poudre pour éviter qu'il ne subisse les temps de chauffe du moule.
De cette manière, on réalise une conduite alignée sur un axe qui présente donc un 30 minimum de perte de charge.
Une grande partie de la conduite de mise sous vide est donc alignée sur l'axe de rotation de l'ensemble bac à poudre plus moule. On a représenté un biseau à 45 mais l'angle peut être différent.

Claims (1)

  1. 8 REVENDICATIONS
    1. Procédé de moulage par embouage comprenant diverses étapes dont une étape de prise de poudre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'en dehors de cette étape de prise de poudre, la poudre contenue dans le bac à poudre est fluidisée et/ou maintenue à un degré souhaité d'hygrométrie.
    2. Procédé de moulage par embouage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on injecte un gaz tel de l'air dans la masse de poudre contenue dans le bac à poudre.
    3. Procédé de moulage par embouage selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on injecte un gaz chauffé à une température dépendant de celle de la poudre contenue dans le bac.
    4. Procédé de moulage par embouage selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'on prélève de l'air chaud au niveau des moyens de chauffage du four utilisé pour chauffer le moule.
    5. Procédé de moulage par embouage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on contrôle donc au moins périodiquement l'hygrométrie et/ou la température de la poudre contenue dans le bac à poudre afin d'adapter la température du gaz propulsé dans le bac à poudre.
    6. Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications là 5 comprenant un bac à poudre destiné à être accouplé à un moule caractérisés en ce qu'ils comprennent des moyens pour fluidiser la poudre dans le bac à poudre et/ou adapter son degré d'hygrométrie.
    7. Moyens pour selon la revendication 6 caractérisés en ce qu'ils comprennent des moyens pour injecter un gaz dans la poudre.
    8. Moyens selon la revendication 6 ou 7 caractérisés en ce que le bac à poudre comprend un double fond délimitant un volume inférieur dans lequel le gaz est injecté, la paroi supérieure de ce volume étant percée d'orifices au travers desquels le gaz va pénétrer dans la masse de poudre.
    9. Moyens selon la revendication 8 caractérisés en ce qu'ils comprennent un filtre couvrant les orifices de passage du gaz.
    10. Moyens selon la revendication 6 ou 7 ou 8 caractérisés en ce qu'ils comprennent un moyen d'accouplement rapide entre le bac à poudre est un circuit d'alimentation en gaz chaud présenté par le support du bac à poudre.
    11. Moyens selon la revendication 10 caractérisés en ce que le moyen d'accouplement rapide comprend des moyens pour fermer provisoirement l'arrivée d'air chaud lorsque le bac à poudre est séparé du support.
    12. Moyens selon la revendication 7 ou 8 caractérisés en ce qu'ils comprennent une turbine propulsant un gaz réchauffé dans la poudre et une vanne de mélange, située en amont de l'aspiration de la turbine permettant de mélanger de l'air chaud avec de l'air plus frais pour atteindre la température requise.
    13. Moyens selon la revendication 6 caractérisés en ce qu'ils comprennent un circuit de mise sous vide de l'enceinte constituée par l'accouplement du moule et du bac à poudre.
    14. Moyens selon la revendication 13 caractérisés en ce qu'une fraction du circuit de mise sous vide est alignée dans l'axe de rotation du moule.
    15. Moyens selon la revendication 14 caractérisés en ce qu'ils comprennent: - une conduite disposée sur le châssis portant le moule avec son extrémité libre se terminant par une face en biseau tournée vers le bas en direction du bac à poudre - une conduite, qui aboutissant à l'intérieur du bac en poudre, est également biseautée mais tournée vers le haut et - un joint en matériau souple résistant à la chaleur délimitant une face d'appui élastique pour l'une des extrémités biseautées précitées en sorte d'obtenir une étanchéité lors du mouvement d'accouplement du moule et du bac à poudre.
    16. Moyens selon la revendication 15 caractérisés en ce que le joint est une matière siliconée
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