FR2921581A1 - Procede et outillage de fabrication d'une piece composite, bouchon composite obtenu par un tel procede ou un tel outillage - Google Patents

Abstract

Ce procédé de fabrication d'une pièce composite (B), comprenant un corps (11, 12) estampé et une partie (14) en un matériau polymère injecté, comprend les étapes consistant à :a) mettre en place une ébauche (1) de corps (11, 12) entre un support (456) et un moule (31, 32), de sorte que ladite partie creuse forme une empreinte (33) communicant avec une ouverture (13) traversant l'ébauche (1) ;b) estamper l'ébauche (1) au moyen d'un poinçon (8) ;c) placer le support (456) dans une position où il définit avec l'ébauche (1) au moins une cavité (400) et où il présente un conduit d'injection (50 - 60) débouchant dans ladite cavité (400) ;d) injecter le matériau polymère à travers le conduit d'injection (50-60), ladite cavité (400) et ladite ouverture (13), de façon à remplir ladite empreinte (33) ; ete) démouler la pièce composite (B).

Description

PROCEDE ET OUTILLAGE DE FABRICATION D'UNE PIECE COMPOSITE, BOUCHON COMPOSITE OBTENU PAR UN TEL PROCEDE OU UN TEL OUTILLAGE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce composite présentant un corps estampé et une partie en matériau polymère injecté. Par ailleurs, l'invention concerne un outillage de fabrication d'une telle pièce composite. L'invention concerne également un bouchon composite qui peut être obtenu par un tel procédé ou grâce à un tel outillage.

Dans le domaine des cosmétiques, on utilise parfois des bouchons de flacon présentant chacun un corps cylindrique creux en métal, dont la zone médiane, en considérant sa hauteur selon l'axe du cylindre, est recouverte par un ruban annulaire en matériau polymère. On connaît de l'art antérieur un procédé de fabrication d'une telle pièce composite qui consiste à assembler entre elles trois pièces distinctes, à savoir une pièce supérieure et une pièce inférieure en métal et une pièce intermédiaire en matériau polymère. La pièce supérieure, par exemple en aluminium, doit être estampée avant l'assemblage au moyen d'un outillage spécifique. La pièce intermédiaire doit également être fabriquée avant l'assemblage et au moyen d'un autre outillage spécifique. Pour permettre l'assemblage, la pièce intermédiaire doit être réalisée par injection bi-matière, de façon à former, d'une part, une partie interne fonctionnelle pour l'assemblage, par exemple en polypropylène, et, d'autre part, une partie externe à vocation esthétique, par exemple en élastomère. De même, la pièce inférieure doit être fabriquée avant l'assemblage et au moyen d'un outillage spécifique. Puis, on réalise l'assemblage de ces trois pièces, par exemple en collant la pièce supérieure sur la pièce intermédiaire et en fixant, par déformation élastique, la pièce inférieure sur la pièce intermédiaire. Le procédé de fabrication de l'art antérieur nécessite donc plusieurs outillages spécifiques. Ces outillages comprennent une presse à emboutir pour estamper la pièce supérieure, un moule d'injection bi-matière pour réaliser la pièce intermédiaire, une presse à emboutir pour réaliser la pièce inférieure, ainsi qu'une machine d'assemblage complexe. Cette machine d'assemblage permet de coller et de fixer élastiquement les pièces supérieure et inférieure sur la pièce intermédiaire. En outre, cette machine d'assemblage doit permettre un positionnement relatif précis de ces pièces, par exemple en rotation autour de l'axe du cylindre de la figure 11, afin de coordonner le motif d'estampage avec le motif réalisé sur la surface externe de la pièce intermédiaire. Un tel positionnement doit être effectué et contrôlé lors de l'assemblage de chaque pièce composite. Un inconvénient des procédés de fabrication de l'art antérieur est qu'ils emploient de nombreux outillages et nécessitent de nombreuses opérations, ce qui induit un prix de revient relativement élevé. En outre, il existe un risque de positionnement incorrect des pièces lors de leur assemblage, engendrant par exemple un décalage angulaire entre les motifs qu'elles portent. La présente invention vise notamment à remédier à ces inconvénients, en proposant un procédé de fabrication relativement simple, peu onéreux et fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce composite comprenant au moins un corps estampé et au moins une partie en un matériau polymère injecté, le corps présentant une température de fusion sensiblement supérieure à celle du matériau polymère injecté. Ce procédé de fabrication comprend les étapes consistant à : - mettre en place une ébauche de corps entre un support et une partie creuse d'un moule, de telle sorte que ladite partie creuse forme au moins une empreinte communicant avec au moins une ouverture traversant l'ébauche ; -estamper, au moyen d'un poinçon, une portion de l'ébauche dégagée du moule ; - placer ou maintenir le support dans une position dans laquelle il définit avec l'ébauche au moins une cavité et dans laquelle il présente au moins un conduit d'injection débouchant dans la cavité ; - injecter le matériau polymère à travers le conduit d'injection, la cavité et l'ouverture, de façon à remplir l'empreinte ; et - démouler la pièce composite. Selon une première forme facultative de réalisation du procédé objet de 30 l'invention : - l'étape de mise en place consiste à agencer l'ébauche en partie sur une matrice appartenant au support et en partie contre un manchon appartenant au support, la matrice étant montée coulissante par rapport au manchon, une surface terminale du manchon définissant avec l'ébauche un premier volume de la cavité ; - l'étape d'estampage consiste à compresser l'ébauche entre la matrice et le poinçon, la matrice et le poinçon présentant des surfaces complémentaires ; - l'étape de placement consiste à faire coulisser la matrice, par rapport au manchon dans le sens opposé au poinçon et par rapport à un injecteur comprenant un canal d'injection, la matrice étant montée coulissante par rapport à l'injecteur, jusqu'à une position d'injection dans laquelle la matrice définit avec l'ébauche un deuxième volume de la cavité, le deuxième volume communicant avec le premier volume, et dans laquelle l'embouchure du canal d'injection coïncide avec au moins un orifice traversant la matrice, de sorte à former le conduit d'injection. Selon une deuxième forme facultative de réalisation du procédé objet de l'invention : - les étapes d'estampage, de maintien et d'injection sont réalisées concomitamment, le poinçon étant maintenu immobile contre la portion dégagée de l'ébauche et l'étape d'injection consiste à injecter le matériau polymère dans la cavité sous une pression apte à réaliser l'estampage de l'ébauche contre le poinçon.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais facultatives du procédé de fabrication objet de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible : - l'étape de démoulage consiste à éloigner le poinçon du moule et de la pièce composite, à ôter la pièce composite du moule et à ôter la pièce 30 composite du support. - le procédé comprend une étape préalable consistant à percer plusieurs rainures obtenues par découpe, sans enlèvement de matière, réalisée dans l'ébauche. 3 - le procédé comprend, en outre, une étape consistant à coordonner le motif d'estampage avec le motif de l'empreinte, notamment lors du montage du poinçon. Par ailleurs, l'invention a pour objet un outillage de fabrication d'une pièce composite comprenant au moins un corps estampé et au moins une partie en un matériau polymère injecté, le corps présentant une température de fusion sensiblement supérieure à celle du matériau polymère injecté. Cet outillage comprend : - un support apte à recevoir une ébauche de corps, le support étant apte à définir avec l'ébauche au moins une cavité, le support présentant au moins un conduit d'injection débouchant dans la cavité ; - une partie creuse de moule formant au moins une empreinte destinée à communiquer avec au moins une ouverture traversant l'ébauche lorsque l'ébauche est reçue sur le support, la cavité et l'empreinte étant aptes à être remplies par le matériau polymère injecté à travers le conduit d'injection et l'ouverture ; - un poinçon apte à estamper une portion de l'ébauche dégagée du moule. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais facultatives de l'outillage de fabrication objet de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible : - le support comprend une matrice et un manchon, la matrice étant montée coulissante par rapport au manchon, la matrice et le manchon étant chacun aptes à interagir avec des parties distinctes de l'ébauche ; la matrice et le poinçon présentent des surfaces complémentaires, de façon à estamper ensemble l'ébauche, et l'outillage comprend, en outre, un injecteur comprenant un canal d'injection et par rapport auquel la matrice est montée coulissante, la matrice présentant au moins un orifice traversant apte à coïncider avec l'embouchure du canal d'injection, de sorte à former le conduit d'injection. - l'outillage comporte deux parties séparables, composées, d'une part, d'un serre-flan équipé du poinçon et, d'autre part, du support avec des coquilles formant la partie creuse du moule. - le conduit d'injection présente une partie tronconique à angle de dépouille, de façon à faciliter l'extraction de carottes d'injection. D'autre part, l'invention a pour objet un bouchon composite qui peut être fabriqué selon le procédé exposé ci-dessus et au moyen de l'outillage exposé ci-dessus et qui comprend un corps comportant un fond estampé et une jupe s'étendant transversalement au fond. La jupe est percée d'au moins une ouverture à travers laquelle s'étend une quantité de matériau polymère formant un ruban annulaire sur la surface externe de la jupe, le matériau polymère présentant une température de fusion sensiblement inférieure à celle du corps. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais facultatives du bouchon composite objet de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible : - le matériau polymère forme une garniture sur la surface interne de la jupe. - le corps est constitué d'aluminium, de préférence anodisé. - le ruban annulaire est constitué d'un élastomère, de préférence un thermoplastique élastomère (TPE). L'invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une section d'un outillage conforme à l'invention représentée dans une position illustrant une première étape d'un procédé conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une ébauche en métal dans l'état qu'elle présente lors de l'étape illustrée par la figure 1 ; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail III à la figure 1 ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une deuxième étape du procédé conforme à l'invention ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 de l'ébauche dans l'état qu'elle présente après l'étape illustrée par la figure 4 ; - la figure 6 est une vue à plus grande échelle du détail VI à la figure 4 ; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail VII à la figure 4 ; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 4 illustrant une troisième étape du procédé objet de l'invention ; - la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail IX à la figure 8 ; -la figure 10 est une vue analogue à la figure 8 illustrant une quatrième étape du procédé conforme à l'invention ; - la figure 11 est une vue d'une pièce composite, objet de l'invention, fabriquée selon le procédé illustré par les figures 1 à 10, dans son état à l'issue de l'étape illustrée par la figure 10 ; - la figure 12 est une section axiale de la pièce composite de la figure 11 ; et - la figure 13 est une vue à plus grande échelle du détail XIII à la figure 10. La figure 1 montre un outillage 2 permettant de fabriquer une pièce composite, telle que le bouchon B de flacon illustré à la figure 11, en mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention. Un tel procédé comprend une étape introductive consistant à disposer une ébauche 1 en métal entre un support 456 et des coquilles de moules 31 et 32. Comme le montre la figure 2, l'ébauche 1 comprend une paroi cylindrique 12 obturée à une extrémité par une paroi plane 11 en forme de disque. Après sa transformation par le procédé de fabrication objet de la présente invention, l'ébauche 1 forme un corps 11, 12 du bouchon B. Les parois 11 et 12 sont destinées à former respectivement un fond et une jupe de ce corps. Dans leur position illustrée par la figure 1, les coquilles 31 et 32 définissent un alésage cylindrique autour d'un axe X-X'. Cet alésage est traversant et il présente une forme globalement complémentaire à celle de la jupe 12. Les coquilles 31 et 32 délimitent ensemble une empreinte 33 de moulage présentant une forme annulaire qui s'étend autour de l'axe X-X' et de la jupe 12. L'empreinte 33 se trouve en regard d'une portion médiane de la surface externe 121 de la jupe 12, suivant sa hauteur considérée selon l'axe 6 X-X'. Par interne on désigne une surface tournée vers l'axe et par externe on désigne une surface opposée à l'axe X-X'. Le support 456 comprend un manchon 4 de forme tubulaire à section circulaire. Le manchon 4 présente une surface radiale externe 45, dont le diamètre correspond, sur une partie de sa hauteur, à celui de l'alésage formé par les coquilles 31 et 32, de façon à retenir une partie inférieure de la jupe 12. Les termes inférieur et supérieur sont employés ici par référence à l'orientation de la figure 1. Une surface axiale présente des normales parallèles à l'axe X-X', tandis qu'une surface radiale présente des normales perpendiculaires à l'axe X-X'. Le support 456 comprend aussi une matrice 5 globalement en forme de tube d'axe X-X' qui est montée coulissante selon l'axe X-X' par rapport au manchon 4. La matrice 5 se termine par une paroi en forme de disque, dont la face supérieure 51 est pourvue d'un motif d'estampage en creux et en reliefs.

L'étape de mise en place de l'ébauche 1 illustrée par la figure 1 consiste à disposer le fond 11 sur la face supérieure 51 de la matrice 5 et la jupe 12 autour de la surface radiale externe 45 du manchon 4. La surface terminale supérieure 43 du manchon 4 définit alors, avec la surface interne 122 de l'ébauche 1, un premier volume 401 d'une cavité 400 visible aux figures 8 et 10. Ce premier volume 401 présente une forme de tore d'axe X-X', c'est-à-dire de surface de révolution engendrée par une circonférence tournant autour de l'axe X-X', situé dans son plan mais ne passant pas par son centre. En l'occurrence, la circonférence présente sensiblement la forme d'un L .

L'étape de mise en place de l'ébauche peut consister à poser d'abord l'ébauche sur le support 456 puis à refermer les coquilles 31, 32 sur l'ébauche 1 ou, inversement, à poser l'ébauche 1 dans le moule formé par les coquilles 31, 32, puis à placer le support 456 contre l'ébauche 1. La partie supérieure de l'outillage 2 comprend un serre-flan 7 en forme 30 de tube à base circulaire et d'axe X-X'. Le serre-flan 7 est apposé contre la face axiale supérieure des coquilles 31 et 32 et contre une portion du fond 11 qui est dégagée des coquilles 31 et 32 et qui est opposée au support 456. Un poinçon 8 est monté coulissant au sein d'un alésage cylindrique 75 défini par le serre-flan 7. La partie inférieure du poinçon 8 présente une surface radiale cylindrique 85 complémentaire à celle de l'alésage 75. Comme le montre la figure 3, la face inférieure 81 du poinçon 8 présente un motif d'estampage en creux et en reliefs qui est complémentaire à celui de la face supérieure 51 de la matrice 5. Selon une variante non représentée, le motif d'estampage peut être réalisé uniquement sur le poinçon ou uniquement sur la matrice. La partie supérieure du poinçon 8 présente un épaulement dont la face axiale inférieure 82 est écartée d'une surface axiale supérieure 72 du serre- flan 7 d'une distance C. La distance C correspond sensiblement à la course nécessaire au poinçon 8 pour estamper le fond 11 contre la face 51 de la matrice 5. La figure 4 illustre une étape d'estampage qui est postérieure à la mise en place de l'ébauche 1 et à l'apposition du serre-flan 7. L'étape d'estampage consiste à estamper le fond 11 en faisant coulisser le poinçon 8 selon l'axe X-X', comme le montre la flèche D8. Comme le montre la figure 6, la face inférieure 81 du poinçon 8 arrive en butée contre le fond 11, qu'elle comprime contre la face supérieure 51 de la matrice 5, jusqu'à lui imprimer le motif d'estampage. La pression que doit exercer le poinçon 8 sur la matrice 5 dépend des caractéristiques de l'ébauche 1, notamment de son épaisseur et du matériau qui la compose. A l'issue de l'étape illustrée par la figure 4, le fond 11 est embouti, comme le montre la figure 5. Puis, une étape de placement, illustrée par les figures 8 et 9, consiste à placer le support 456 dans une position d'injection, en faisant coulisser la matrice 5 selon l'axe X-X' et par rapport au manchon 4, de façon à amener la face inférieure de sa paroi supérieure au contact d'un injecteur 6 appartenant au support 456. La matrice 5 est également montée coulissante par rapport à l'injecteur 6. L'injecteur 6 présente pour cela une surface radiale externe 65 cylindrique d'axe X-X' et complémentaire à la surface radiale interne 55 de la matrice 5. Le déplacement de la matrice 5 est effectué dans le sens opposé au poinçon 8, c'est-à-dire vers le bas selon le sens X-X', comme le symbolise la flèche D5. La matrice 5 et le poinçon 8 peuvent être déplacés, de manière connue en soi, au moyen de vérins hydrauliques. Dans cette position d'injection, illustrée par les figures 8 et 9, le support 456 définit avec l'ébauche 1 la cavité 400 à travers laquelle peut s'écouler le matériau polymère injectable. Plus précisément, la surface terminale 43 du manchon 4 définit, avec un épaulement 42 du manchon 4, le premier volume 401 avec l'ébauche 1, tandis que la face supérieure 51 de la matrice 5 définit un deuxième volume 402 avec l'ébauche 1. Le premier volume 401 et le deuxième volume 402 communiquent et forment ensemble la cavité 400. Le manchon 4 est ainsi apte à interagir avec une partie de la jupe 12, tandis que la matrice 5 est apte à interagir avec le fond 11. Pour injecter le matériau polymère dans la cavité 400 et jusqu'à l'empreinte 33, l'injecteur 6 du support 456 présente un canal d'injection 60. Le canal d'injection 60 traverse l'injecteur 6 et s'étend suivant l'axe X-X', entre une entrée 601 et une sortie 602. Le canal 60 présente une forme tronconique avec des angles de dépouille pour faciliter l'extraction de la carotte d'injection par la sortie 602 après l'opération d'injection. La paroi supérieure de la matrice 5 présente un orifice traversant 50 qui coïncide avec l'embouchure 602 du canal d'injection 60 lorsque le support 456 se trouve dans la position d'injection illustrée par la figure 8. L'orifice 50 débouche dans le deuxième volume 402. Dans cette position, le support 456 présente ainsi un conduit d'injection formé par le canal 60 et par l'orifice 50 et débouchant dans la cavité 400. Comme le montre la figure 9, l'orifice 50 présente une forme tronconique inclinée sur l'axe X-X' selon le même angle que l'extrémité supérieure du canal 60. La face supérieure de l'injecteur 6 et la face inférieure de la matrice 5 sont planes et complémentaires, ce qui permet de réaliser une liaison étanche au matériau polymère entre la matrice 5 et l'injecteur 6. Pour permettre l'injection du matériau polymère à travers la jupe 12 et jusqu'à l'empreinte 33, l'ébauche 1 présente des ouvertures traversantes constituées ici de rainures ou entailles 13 qui s'étendent le long d'arcs de cercles centrés sur l'axe X-X'. Les rainures 13 sont obtenues par découpe sans enlèvement de matière de la jupe 12. Cette découpe forme des sortes de ponts situés dans le volume délimité par l'ébauche 1 et raccordés à la jupe 12. Ces ponts constituent donc des reliefs auxquels le matériau polymère peut s'accrocher après l'injection, ce qui renforce la cohésion mécanique du matériau polymère sur le bouchon B. Comme le montre la figure 10, l'étape d'injection consiste à injecter, dans la cavité 400 et dans l'empreinte 33, le matériau polymère, dont l'écoulement est symbolisé par les flèches P. Le matériau polymère traverse successivement le canal 60, l'orifice 50, la cavité 400 et les rainures 13, puis remplit l'empreinte 33. Après l'étape d'injection, le matériau polymère forme un ruban 14 de forme annulaire qui recouvre la portion médiane de la surface externe 121 de la jupe 12. Le matériau polymère recouvre également la portion supérieure de la surface interne 122 de la jupe 12 et il s'étend ici jusque et sur le fond 11 pour former une garniture 15 qui habille l'intérieur du bouchon B. On obtient ainsi le bouchon composite B avec un corps 1 en métal et un ruban 14 en polymère, tel qu'illustré par les figures 11 et 12. La géométrie des rainures 13 est notamment fonction de la viscosité du matériau polymère à injecter, du volume de l'empreinte 33 à remplir et de la cohésion mécanique à obtenir. Les rainures 13, de forme oblongue, peuvent par exemple être remplacées par de simples trous. De même, la position et le nombre des ouvertures traversant l'ébauche pour former des passages d'injection dépendent de l'emplacement où l'on souhaite injecter le matériau polymère sur la surface externe de cette ébauche. Dans l'exemple de la figure 11, le matériau polymère recouvre une portion médiane de la jupe 12. Cependant, on peut prévoir de recouvrir plutôt la portion inférieure ou la portion supérieure de la surface externe 121 avec le matériau polymère. La position des rainures doit alors être adaptée en conséquence. En fonction de la gravure de l'empreinte 33, le ruban 14 peut comporter un motif tel qu'une inscription alphanumérique. Dans la mesure où l'ébauche 1 n'a pas été déplacée sur le support 456 au cours des étapes d'estampage et d'injection, le motif d'estampage est correctement coordonné avec le motif porté par le ruban 14, ce qui procure un aspect esthétique satisfaisant. Pour cela, le procédé objet de l'invention peut comprendre une étape non représentée consistant à coordonner le motif du poinçon 8 avec le motif de l'empreinte 33. Une telle étape peut être réalisée avant de disposer une ébauche 1 sur le support 456, par exemple lors du montage du poinçon 8 dans le serre-flan 7. Comme le poinçon 8 est déplacé uniquement en translation suivant l'axe X-X', il n'est pas nécessaire de renouveler cette étape de coordination pour fabriquer une série de pièces composites. Cela représente donc un gain de temps et une diminution sensibles du nombre de pièces rebutées. Après l'étape d'injection, il convient de démouler le bouchon B. L'étape de démoulage consiste à éloigner tout d'abord le serre-flan 7 équipé du poinçon 8, suivant les flèches D7 à la figure 10, c'est-à-dire dans le sens X'-X, hors des coquilles 31 et 32. On découvre ainsi la face supérieure du fond 11. Puis, on écarte les coquilles 31 et 32 l'une de l'autre, suivant une direction radiale symbolisée par les flèches D31 et D32, ce qui permet de découvrir la jupe 12.

Le bouchon B peut alors être ôté du support 456, au moyen d'un outil externe non représenté ou sous l'impulsion de la matrice 5 coulissant dans le manchon 4 et vers le haut suivant l'axe X-X'. L'outillage 2 comporte ainsi deux parties séparables composées, d'une part, du serre-flan 7 équipé du poinçon 8 et, d'autre part, du support 456 avec les coquilles 31, 32.

Pour achever l'étape de démoulage, il convient d'extraire, par des moyens conventionnels, la carotte d'injection remplissant le canal 60 et l'orifice 50. L'outillage 2 est alors de nouveau prêt à recevoir une ébauche 1 et à mettre en oeuvre le procédé de fabrication objet de l'invention tel que décrit ci-dessus. L'outillage 2 constitue donc un outillage hybride remplissant les fonctions de presse d'estampage et de moule à injection. Les matériaux constituant la pièce composite 1 sont sélectionnés en fonction de l'application dévolue à cette pièce. En l'occurrence, la pièce composite 1 forme un bouchon B de flacon et l'élastomère peut remplir une fonction d'étanchéité sur l'intérieur du corps au liquide contenu dans ce flacon, une fonction esthétique et une fonction d'amélioration de la préhension sur l'extérieur du bouchon B. Cependant, le procédé et l'outillage objets de l'invention peuvent être mis en oeuvre pour fabriquer des pièces composites présentant diverses formes et remplissant différentes fonctions, telles que la présentation d'un logo, le clippage assurant la tenue du bouchon sur le flacon etc. Dans l'exemple des figures, le bouchon B est composé d'un aluminium anodisé et d'un élastomère, tel qu'un thermoplastique élastomère (TPE) par exemple connu sous la marque Thermoflex . Lorsque le corps est en aluminium anodisé, des mesures appropriées permettent d'éviter de craqueler le revêtement d'anodisation. En pratique, le corps peut aussi être constitué en acier ou d'un matériau plastique de synthèse présentant une température de fusion sensiblement supérieure à celle du matériau polymère injecté. En pratique, le matériau polymère injecté peut être constitué en thermoplastique. L'adverbe sensiblement implique ici une différence de températures de fusion telle que le matériau plastique de synthèse ne fond ni ne ramollit à la température de fusion du matériau polymère injecté.

Selon un deuxième mode de réalisation du procédé objet de l'invention, les étapes d'estampage, de placement et d'injection peuvent être réalisées concomitamment. Dans ce procédé alternatif, expliqué en référence aux figures 8 à 11, le poinçon 8 est maintenu immobile contre le fond 11 et le matériau polymère est injecté dans la cavité 400 sous une pression apte à réaliser l'estampage de l'ébauche 1 contre le poinçon 8. En d'autres termes, la pression d'estampage à exercer sur le fond 11 de l'ébauche 1 est obtenue par la pression d'injection régnant dans le deuxième volume 402. Ce procédé alternatif comprend tout d'abord une étape consistant à mettre en place l'ébauche 1 entre le support 456 et les coquilles 31 et 32. A la différence de l'étape de mise en place illustrée par la figure 1, seule la partie inférieure de l'ébauche 1, c'est-à-dire de la jupe 12, se trouve disposée entre les coquilles 31 et 32 et le support 456, au niveau de sa surface radiale externe 45. Par conséquent, le fond 11 se trouve à distance du support 456, de façon à former la cavité 400.

Le serre-flan 7 est apposé contre les coquilles 31 et 32 et contre la face supérieure du fond 11 qui constitue une portion de surface opposée au support 456 et dégagée des coquilles 31 et 32. Le poinçon 8 est placé dans sa position d'estampage, c'est-à-dire au contact du fond 11. Le matériau polymère est alors injecté à travers le canal 60 du conduit d'injection 50-60, la cavité 400 et les rainures 13, de façon à remplir l'empreinte 33. La pression d'injection régnant dans le deuxième volume 402 est suffisamment importante pour estamper l'ébauche 1 qui est maintenue au contact du poinçon 8. La pression d'injection du matériau polymère doit donc être sélectionnée en fonction de l'épaisseur du fond 11 et de la limite d'élasticité du matériau constituant l'ébauche 1. On obtient ainsi la pièce composite, que l'on peut démouler de la manière précédemment décrite. Ce procédé alternatif ne nécessite pas la mise en oeuvre d'une matrice ni de pièces mobiles dans le support, ce qui rend l'outillage moins onéreux que celui à mettre en oeuvre pour le premier mode de réalisation du procédé de fabrication. Selon une variante non représentée, compatible avec les deux modes de réalisation décrits ci-dessus, le conduit d'injection peut comprendre un coude, de façon à injecter le matériau polymère de manière oblique ou perpendiculaire à la direction principale de l'outillage, ici à l'axe X-X'. Une telle géométrie du conduit d'injection permet par exemple d'injecter le matériau polymère directement dans le volume 401 et de limiter la quantité de matériau polymère à injecter pour remplir l'empreinte 33. Avec une telle géométrie, la garniture 15 ne s'étend pas jusque sur le fond 11. Par ailleurs, le conduit d'injection peut être constitué d'un alésage dans lequel on introduit une buse d'injection au plus près de l'empreinte de moulage, ce qui dispense de former une carotte d'injection et réduit ainsi la quantité de matériau polymère à injecter.

La présente invention peut être mise en oeuvre avec un outillage de fabrication multiple, permettant de fabriquer simultanément plusieurs pièces composites. Le procédé et l'outillage objets de l'invention nécessitent respectivement peu d'opérations et peu d'outils en comparaison de ceux de l'art antérieur, ce qui permet de diminuer le prix de revient des pièces composites et d'en accélérer la cadence de production.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'une pièce composite (B) comprenant au moins un corps (11, 12) estampé et au moins une partie (14) en un matériau polymère injecté, le corps (11, 12) présentant une température de fusion sensiblement supérieure à celle du matériau polymère injecté, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : a) mettre en place une ébauche (1) de corps (11, 12) entre un support (456) et une partie creuse d'un moule (31, 32), de telle sorte que ladite partie creuse forme au moins une empreinte (33) communicant avec au moins une ouverture (13) traversant l'ébauche (1) ; b) estamper (D8), au moyen d'un poinçon (8), une portion (11) de l'ébauche (1) dégagée du moule (31, 32) ; c) placer ou maintenir le support (456) dans une position dans laquelle il définit avec l'ébauche (1) au moins une cavité (400) et dans laquelle il présente au moins un conduit d'injection (50 û 60) débouchant dans la cavité (400) ; d) injecter le matériau polymère à travers le conduit d'injection (50 û 60), la cavité (400) et l'ouverture (13), de façon à remplir l'empreinte (33) ; et e) démouler (D7, D31, D32) la pièce composite (B).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - l'étape b) de mise en place (1) consiste à agencer l'ébauche en partie sur une matrice (5) appartenant au support (456) et en partie contre un manchon (4) appartenant au support (456), la matrice (5) étant montée coulissante par rapport au manchon (4), une surface terminale (43) du manchon (4) définissant avec l'ébauche (1) un premier volume (401) de la cavité (400) ; l'étape c) d'estampage consiste à compresser (D8) l'ébauche (1) entre la matrice (5) et le poinçon (8), la matrice (5) et le poinçon (8) présentant des surfaces complémentaires (51, 81) ; - l'étape d) de placement consiste à faire coulisser (D5) la matrice (5), par rapport au manchon (4) dans le sens (X-X') opposé aupoinçon (8) et par rapport à un injecteur (6) comprenant un canal d'injection (60), la matrice (5) étant montée coulissante par rapport à l'injecteur (6), jusqu'à une position d'injection dans laquelle la matrice (5) définit avec l'ébauche (1) un deuxième volume (402) de la cavité (400), le deuxième volume (402) communicant avec le premier volume (401), et dans laquelle l'embouchure (602) du canal d'injection (60) coïncide avec au moins un orifice (50) traversant la matrice (5), de sorte à former le conduit d'injection (50 û 60).

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes b) à d) sont réalisées concomitamment, le poinçon (8) étant maintenu immobile contre la portion dégagée (11) de l'ébauche (1) et en ce que l'étape d) consiste à injecter le matériau polymère dans la cavité (400) sous une pression apte à réaliser l'estampage de l'ébauche (1) contre le poinçon (8).

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape e) de démoulage consiste : el) à éloigner (D7) le poinçon (8) du moule (31, 32) et de la pièce composite (B), e2) à ôter la pièce composite (B) du moule (31, 32) et e3) à ôter la pièce composite (B) du support (456).

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable consistant à percer plusieurs rainures (13) obtenues par découpe, sans enlèvement de matière, réalisée dans l'ébauche (1).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une étape consistant à coordonner le motif d'estampage avec le motif de l'empreinte (33), notamment lors du montage du poinçon (8).

7. Outillage (2) de fabrication d'une pièce composite (B) comprenant au moins un corps (11, 12) estampé et au moins une partie (14) en un matériau polymère injecté, le corps (11, 12) présentant une température de fusion sensiblement supérieure à celle du matériau polymère injecté, caractérisé en ce qu'il comprend : - un support (456) apte à recevoir une ébauche (1) de corps (11,12), le support (456) étant apte à définir avec l'ébauche (1) au moins une cavité (400), le support (456) présentant au moins un conduit d'injection (50 û 60) débouchant dans la cavité (400) ; - une partie creuse de moule (31, 32) formant au moins une 5 empreinte (33) destinée à communiquer avec au moins une ouverture (13) traversant l'ébauche (1) lorsque l'ébauche est reçue sur le support (456), la cavité (400) et l'empreinte (33) étant aptes à être remplies par le matériau polymère injecté à travers le conduit d'injection (50 û 60) et l'ouverture (13) ; -un poinçon (8) apte à estamper (D8) une portion (11) de 10 l'ébauche (1) dégagée du moule (31, 32).

8. Outillage (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (456) comprend une matrice (5) et un manchon (4), la matrice (5) étant montée coulissante (D5) par rapport au manchon (4), la matrice (5) et le manchon (4) étant chacun aptes à interagir avec des parties distinctes (11, 15 12) de l'ébauche (1), en ce que la matrice (5) et le poinçon (8) présentent des surfaces complémentaires (51, 81), de façon à estamper ensemble l'ébauche (1), et en ce que l'outillage (2) comprend, en outre, un injecteur (6) comprenant un canal d'injection (60) et par rapport auquel la matrice (5) est montée coulissante, la matrice (5) présentant au moins un orifice 20 traversant (50) apte à coïncider avec l'embouchure du canal d'injection (60), de sorte à former le conduit d'injection (50 û 60).

9. Outillage (2) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte deux parties séparables (7, 8 û 31, 32, 456), composées, d'une part, d'un serre-flan (7) équipé du poinçon (8) et, d'autre part, du 25 support (456) avec des coquilles (31, 32) formant la partie creuse du moule.

10. Outillage selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le conduit d'injection (60) présente une partie tronconique à angle de dépouille, de façon à faciliter l'extraction de carottes d'injection.

11. Bouchon composite (B) comprenant un corps (11,

12) comportant 30 un fond estampé (11) et une jupe (12) s'étendant transversalement au fond (11), caractérisé en ce que la jupe (12) est percée d'au moins une ouverture (13) à travers laquelle s'étend une quantité de matériau polymère formant un ruban annulaire (14) sur la surface externe (121) de la jupe (12), lematériau polymère présentant une température de fusion sensiblement inférieure à celle du corps (11, 12). 12. Bouchon composite (B) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le matériau polymère forme une garniture (15) sur la surface interne (122) de la jupe (12).

13. Bouchon composite (B) selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le corps (11, 12) est constitué d'aluminium, de préférence anodisé.

14. Bouchon composite (B) selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le ruban annulaire (14) est constitué d'un élastomère, de préférence un thermoplastique élastomère (TPE).