FR3006232A1

FR3006232A1 - PROCESS FOR ASSEMBLING PLASTIC TUBES FROM A SOURCE OF HEAT PERMITTING BY AUTOGENIC WELDING, OBTAINING A HOMOGENEOUS MATERIAL WITH AESTHETIC, MECHANICAL AND LIGHT QUALITIES

Info

Publication number: FR3006232A1
Application number: FR1301213A
Authority: FR
Inventors: Bieder Alexandra Singer; Sofia Bennani
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-12-05

Abstract

Procédé d'assemblage de plusieurs tubes en plastique qui permet d'obtenir un matériau homogène par soudure autogène à partir d'une source de chaleur L'invention concerne un procédé d'assemblage qui ne nécessite aucun liant et le matériau homogène obtenu à partir de ce procédé. Le procédé consiste à appliquer une source de chaleur à la surface d'un ensemble de tubes en plastique disposés en quinconce, chaque tube étant adjacent à 6 autres tubes, constituant ainsi une soudure autogène sur au moins une des sections formées par la base des tubes et dont le matériau obtenu possède des qualités esthétiques, mécaniques, acoustiques qui transforme la lumière. Le procédé d'assemblage selon l'invention est particulièrement destiné à l'architecture, l'art, l'éclairage, le mobilier et les objets de décoration.The invention relates to an assembly method that does not require any binder and to the homogeneous material obtained from a homogeneous material obtained from a heat source. this process. The method includes applying a heat source to the surface of a set of staggered plastic tubes, each tube being adjacent to 6 other tubes, thereby forming an autogenous weld on at least one of the sections formed by the base of the tubes. and whose material obtained has aesthetic, mechanical, acoustic qualities that transform light. The assembly method according to the invention is particularly intended for architecture, art, lighting, furniture and decorative objects.

Description

La présente invention concerne un procédé d'assemblage de tubes en plastique à partir d'une source de chaleur qui permet par une soudure autogène, d'obtenir un matériau homogène aux qualités esthétiques, mécaniques, acoustiques et qui transforme la lumière (intensité/température des couleurs). 1:assemblage de ces tubes est traditionnellement effectué à l'aide d'un liant (colle) et nécessite donc un ajout de matière, ce qui ne permet pas d'obtenir un matériau homogène aux qualités structurelles. Le procédé selon l'invention (figure I) permet de remédier à cet inconvénient. Il comporte en effet selon une première caractéristique, une source de chaleur appliquée en surface I 0 afin de souder sur quelques millimètres plusieurs tubes en plastique disposés en quinconce (figure 2), chaque tube étant adjacent à 6 autres tubes (figure 3), constituant ainsi une soudure autogène sur au moins une des sections formées par la base des tubes (figure 4). Selon des modes particuliers de réalisation : - les tubes en plastique de différentes couleurs (opaques,transparents ou translucides) ont une 15 longueur qui varie de quelques centimètres à des dizaines de centimètres et dont le diamè- tre est compris entre quelques millimètres et quelques centaines de millimètres. - la source de chaleur, par exemple un chalumeau chauffant à 1750°C (figure 5) ou un décapeur thermique chauffant à 300°C-500°C (figure 6) ou une thermoplaque chauffant à 300°C (figure 7) utilisée pour former la soudure autogène permet d'obtenir des qualités 20 esthétiques et structurelles propres à chaque outil. - un conformateur permet de contenir les tubes en plastique et de donner à l'ensemble une forme pré-déterminée. - la source de chaleur déforme la section des tubes en hexagones et permet d'obtenir une ou deux surface(s) qui s'apparentent alors à un système en nid d'abeille (figure 8) connu pour sa 25 résistance mécanique et sa légèreté. -2- - la soudure en surface de tubes en plastique de même longueur disposés sur un même plan, permet d'obtenir des surfaces plates par une vitesse constante de chauffe (figure 9) et/ou des surfaces en relief par la variation de la vitesse de chauffe (figure IO). - la soudure en surface de tubes en plastique disposés sur plusieurs plans permet d'obtenir deux surfaces en relief lorsque les tubes sont de longueurs identiques (figure II) ou une sur- face en relief et une surface plate lorsque les tubes sont de longueurs différentes (figure 12). - la soudure en surface de tubes en plastique de mêmes longueurs disposés sur un même plan, permet d'obtenir un élément courbé en soudant d'abord une face à plat. Celle-ci sera par la suite courbée et soudée sur l'autre face afin de conserver la forme. (figure 13) - la soudure du matériau homogène peut s'effectuer de manière automatisée à l'aide d'un ro- bot industriel qui permet de contrôler la vitesse et le chemin de passage de la ou les source(s) de chaleur (figure 14), avec à titre d'exemple, pour souder une surface d'Im2 constituée de tubes de 8mm de diamètre, avec un chalumeau de 1750°C se déplaçant avec une trajectoire linéaire, le temps nécessaire est de 2h30 à une vitesse de 15mm/sec l'optimisation du rende- ment de la fabrication pouvant être obtenue par la multiplication des sources de chaleur - Le matériau homogène (figure 15), obtenu grâce au procédé selon l'invention, présente une résistance importante due à sa structure en sandwich (figure 16) avec à titre d'exemple, un module de Young (rigidité) en compression transverse (figure 17) de l'ordre de 4,5MPa et en compression longitudinale (figure 18) de l'ordre de 40MPa et transformant la lumière comme 20 un filtre qui agit sur l'intensité (figure 19) et la température de couleur (figure 20), avec à titre d'exemple, une absorption de 90% de la lumière traversant le matériau homogène constitué de tubes en plastique de couleur noire, de diamètre 8mm et de 120mm de long. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en axonométrie, le procédé d'assemblage par soudure autogène des 25 tubes en plastique. - 3 - La figure 2 représente en plan, la disposition de plusieurs tubes en quinconce. La figure 3 représente en plan, un tube et les 6 tubes qui lui sont adjacents. La figure 4 représente en axonométrie, les sections formées par les bases des tubes. La figure 5 représente en photo, le matériau homogène obtenu lorsque la source de chaleur est un chalumeau à gaz. La figure 6 représente en photo, le matériau homogène obtenu lorsque la source de chaleur est un décapeur thermique. La figure 7 représente en photo, le matériau homogène obtenu lorsque la source de chaleur est une thermoplaque.The present invention relates to a method of assembling plastic tubes from a heat source which allows by autogenous welding, to obtain a homogeneous material with aesthetic, mechanical, acoustic and transforming light (intensity / temperature colours). 1: assembly of these tubes is traditionally carried out using a binder (glue) and therefore requires an addition of material, which does not allow to obtain a homogeneous material with structural qualities. The process according to the invention (FIG. 1) overcomes this disadvantage. It has in fact according to a first characteristic, a surface-applied heat source I 0 in order to weld a few millimeters of plastic tubes arranged in staggered rows (FIG. 2), each tube being adjacent to 6 other tubes (FIG. and an autogenous weld on at least one of the sections formed by the base of the tubes (Figure 4). According to particular embodiments: the plastic tubes of different colors (opaque, transparent or translucent) have a length that varies from a few centimeters to tens of centimeters and whose diameter is between a few millimeters and a few hundred millimeters. the heat source, for example a torch heating at 1750 ° C. (FIG. 5) or a heat-exchanger heating at 300 ° C.-500 ° C. (FIG. 6) or a heat-sealing plate at 300 ° C. (FIG. forming the autogenous welding makes it possible to obtain aesthetic and structural qualities specific to each tool. a shaper makes it possible to contain the plastic tubes and to give the assembly a pre-determined shape. the heat source deforms the section of the tubes into hexagons and makes it possible to obtain one or two surface (s) which then resemble a honeycomb system (FIG. 8) known for its mechanical strength and lightness . The surface welding of plastic tubes of the same length arranged on the same plane, makes it possible to obtain flat surfaces by a constant heating rate (FIG. 9) and / or surfaces in relief by the variation of the heating rate (figure 10). the surface welding of plastic tubes arranged in several planes makes it possible to obtain two surfaces in relief when the tubes are of identical lengths (FIG. II) or a raised surface and a flat surface when the tubes are of different lengths; (Figure 12). - The surface welding of plastic tubes of the same lengths arranged on the same plane, provides a curved element by first welding a flat face. This will be curved and welded on the other side to keep the shape. (Figure 13) - the welding of the homogeneous material can be carried out in an automated way by means of an industrial robot which makes it possible to control the speed and the path of passage of the source (s) of heat ( FIG. 14), by way of example, for welding a surface of Im 2 consisting of tubes 8 mm in diameter, with a torch of 1750 ° C. moving with a linear trajectory, the time required is 2.5 hours at a speed of 15 mm / sec the optimization of the production yield can be obtained by the multiplication of heat sources - The homogeneous material (FIG. 15), obtained by the process according to the invention, has a high resistance due to its structure in sandwich (FIG. 16) with, by way of example, a Young's modulus (stiffness) in transverse compression (FIG. 17) of the order of 4.5 MPa and in longitudinal compression (FIG. 18) of the order of 40 MPa and transforming light as a filter which acts on the intensity (FIG. 19) and the color temperature (FIG. 20), by way of example, an absorption of 90% of the light passing through the homogeneous material consisting of black plastic tubes, 8 mm in diameter and 120 mm in length. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 is an axonometric representation of the method of assembly by autogenous welding of the plastic tubes. - 2 - Figure 2 shows in plan, the arrangement of several staggered tubes. Figure 3 shows in plan, a tube and 6 tubes adjacent thereto. Figure 4 represents in axonometry, the sections formed by the bases of the tubes. FIG. 5 is a photo showing the homogeneous material obtained when the heat source is a gas torch. FIG. 6 represents in a photo, the homogeneous material obtained when the heat source is a heat gun. FIG. 7 is a photo showing the homogeneous material obtained when the heat source is a thermoplate.

La figure 8 représente en plan, la structure en nid d'abeille. La figure 9 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir une ou deux surfaces plates. La figure 10 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir une ou deux surfaces en relief.Figure 8 shows in plan, the honeycomb structure. Figure 9 shows in elevation, the manufacturing technique to obtain one or two flat surfaces. Figure 10 shows in elevation, the manufacturing technique to obtain one or two surfaces in relief.

La figure I 1 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir deux surfaces en relief. La figure I 2 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir une surface en relief et une surface plate. La figure 13 représente en élévation, la technique de fabrication pour obtenir deux surfaces courbées. La figure 14 représente en photo, le procédé de soudure automatisée à l'aide d'un robot industriel. La figure 15 représente en photo, un exemple du matériau homogène. La figure 16 représente en axonométrie, la structure sandwich composée de deux peaux situées de part et d'autre d'un élément central, où dans le cas du matériau homogène, les peaux sont les surfaces 25 soudées sur quelques millimètres et l'élément central, les tubes en plastique disposés en quinconce. - 4 - La figure 17 représente en élévation, la direction de la compression transverse. La figure 18 représente en élévation, la direction de la compression longitudinale. La figure 19 représente sous forme de graphique, le taux de lumière absorbée par le matériau homogène, selon la couleur des tubes qui le constituent.Figure I 1 shows in elevation, the manufacturing technique to obtain two surfaces in relief. Figure I 2 shows in elevation, the manufacturing technique to obtain a raised surface and a flat surface. Figure 13 shows in elevation, the manufacturing technique to obtain two curved surfaces. Figure 14 shows a picture of the automated welding process using an industrial robot. Figure 15 shows a picture of an example of the homogeneous material. FIG. 16 represents in axonometry, the sandwich structure composed of two skins situated on either side of a central element, where in the case of the homogeneous material, the skins are the surfaces welded on a few millimeters and the central element , the plastic tubes arranged in staggered rows. Figure 17 shows in elevation the direction of the transverse compression. Figure 18 shows in elevation, the direction of the longitudinal compression. Figure 19 shows in graphical form, the rate of light absorbed by the homogeneous material, according to the color of the tubes that constitute it.

La figure 20 représente sous forme de graphique, les variations de la température de couleur de la lumière en °K selon la couleur des tubes qui composent le matériau homogène. En référence à ces dessins, le procédé comporte des tubes en plastique de longueurs identiques, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés sur un même plan dans un conformateur dont la forme est préalablement définie. Lensemble des 10 tubes soudés sur quelques millimètres en surface par une source de chaleur externe devient structurel lorsque les deux faces sont soudées. Une fois soumise à la source de chaleur, la forme circulaire des tubes se transforme en forme hexagonale et produit une structure en nid d'abeille. Par le procédé de l'invention, il est possible d'obtenir une ou deux surfaces plates (figure 9) en maintenant constante la vitesse de passage de la source de chaleur sur la section 15 formée par les bases des tubes. La variation de la vitesse et/ou du nombre de passages de la source de chaleur permettent de créer du relief (figure 10) et modifient les diamètres en surface. Le procédé peut aussi comporter des tubes en plastique de différentes longueurs, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés sur des plans différents 20 (figure I I) dans un conformateur dont la forme en relief est préalablement définie.12ensemble des tubes soudés sur quelques millimètres en surface par une source de chaleur externe devient structurel lorsque les deux faces sont soudées. Une fois soumise à la source de chaleur, la forme circulaire des tubes se transforme en forme hexagonale et produit une structure en nid d'abeille dont la forme hexagonale se déforme plus ou moins en fonction du relief.Figure 20 shows in graphical form the variations in the color temperature of the light in ° K according to the color of the tubes that make up the homogeneous material. With reference to these drawings, the method comprises plastic tubes of identical length, of one or more diameter (s) and one or more colors, arranged on the same plane in a shaper whose shape is previously defined. All 10 tubes welded to a few millimeters on the surface by an external heat source becomes structural when both sides are welded. Once subjected to the heat source, the circular shape of the tubes turns into a hexagonal shape and produces a honeycomb structure. By the method of the invention, it is possible to obtain one or two flat surfaces (FIG. 9) by keeping the rate of passage of the heat source constant over the section 15 formed by the bases of the tubes. The variation of the speed and / or the number of passages of the heat source makes it possible to create relief (FIG. 10) and modify the surface diameters. The method may also comprise plastic tubes of different lengths, of one or more diameter (s) and one or more colors, arranged on different planes (Figure II) in a shaper whose shape relief is defined before. The set of tubes welded to a few millimeters on the surface by an external heat source becomes structural when the two faces are welded together. Once subjected to the heat source, the circular shape of the tubes is transformed into a hexagonal shape and produces a honeycomb structure whose hexagonal shape is deformed more or less depending on the relief.

25 Le procédé peut aussi comporter des tubes en plastique de différentes longueurs, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés d'un côté sur un même plan et de l'autre sur des plans différents (figure 12) dans un conformateur dont la forme est préalablement définie. L'ensemble des tubes soudés sur quelques millimètres en surface par une source de chaleur externe devient structurel lorsque les deux faces sont soudées. Une fois soumise à la source de chaleur, la forme circulaire des tubes se transforme en forme hex- agonale et produit une structure en nid d'abeille dont la forme hexagonale se déforme plus ou moins en fonction du relief sur la face où les tubes sont disposés sur des plans différents. Cela permet, à titre d'exemple non limitatif, de fabriquer un revêtement de sol, où la face plate est contre le sol et celle en relief là où l'on est supposé marcher 1 0 Le procédé peut aussi comporter des tubes en plastique de longueurs identiques, d'un ou plusieurs diamètre(s) et d'une ou plusieurs couleur(s), disposés sur un même plan où l'ensemble des tubes sont soudés sur quelques millimètres en surface, uniquement sur une face, par une source de chaleur externe. Une fois la première face soudée, l'ensemble encore souple peut être courbé (figure I 3) selon la forme déterminée par le conformateur et figé une 15 fois la seconde face fondue. Il est possible, afin de diminuer l'écart entre les tubes, causé par la courbure et donc de faciliter la fonte, d'introduire des éléments coniques par exemple, pour créer des espaces à certains endroits et rassembler la base des tubes à d'autres endroits. Le procédé selon l'invention peut s'effectuer de manière automatisée à l'aide d'un robot industriel qui permet de contrôler à la fois la vitesse et le chemin de passage de la ou les 20 source(s) de chaleur Le procédé d'assemblage selon l'invention est particulièrement destiné à l'architecture, (par exemple des rêtements de sol et de mur), à l'art, à l'éclairage, au mobilier et aux objets de décoration.The process may also comprise plastic tubes of different lengths, of one or more diameters and of one or more colors, arranged on one side on the same plane and on the other on different planes (Figure 12) in a shaper whose shape is previously defined. All tubes welded to a few millimeters on the surface by an external heat source becomes structural when both sides are welded. Once subjected to the heat source, the circular shape of the tubes turns into a hexagonal shape and produces a honeycomb structure whose hexagonal shape deforms more or less depending on the relief on the face where the tubes are arranged on different planes. This allows, by way of nonlimiting example, to manufacture a floor covering, where the flat face is against the ground and that in relief where one is supposed to walk. The method may also comprise plastic tubes of identical lengths, of one or more diameter (s) and one or more color (s), arranged on the same plane where all the tubes are welded on a few millimeters on the surface, only on one side, by a source external heat. Once the first welded face, the still flexible assembly can be bent (Figure I 3) in the form determined by the shaper and fixed once 15 the second molten face. It is possible, in order to reduce the difference between the tubes, caused by the curvature and thus to facilitate the melting, to introduce conical elements for example, to create spaces in certain places and to gather the base of the tubes to other places. The method according to the invention can be carried out in an automated manner using an industrial robot which makes it possible to control both the speed and the path of passage of the heat source (s). assembly according to the invention is particularly intended for architecture, (eg floor and wall coverings), art, lighting, furniture and decorative objects.