FR3075314A1 - METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING LUMINOUS DECORATION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un décor lumineux comprenant les étapes consistant à : - fournir une ou plusieurs sources lumineuses comportant chacune deux broches électriquement conductrices, - réaliser une structure composite multicouche comportant deux couches électriquement conductrices séparées par une couche électriquement isolante, lesquelles couches conductrices sont adaptées pour être reliées à une source de courant, - installer la ou les sources lumineuses dans la structure composite de sorte que chacune de leurs broches soit en contact électrique avec une couche conductrice respective, se caractérisant par le fait que ledit procédé comprend les étapes consistant à : - réaliser la couche isolante et/ou chaque couche conductrice, par extrusion à chaud d'un cordon de matière thermoplastique au travers d'une extrudeuse, - solidariser l'extrudeuse à un moyen de déplacement, - déplacer l'extrudeuse selon une trajectoire de manière à ce que le ou les cordons extrudés forment une structure de décor ayant au moins un contour courbe, la structure composite formant tout ou partie de ladite structure de décor, - installer la ou les sources lumineuses dans la structure composite, lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux. The invention relates to a method of manufacturing a luminous decoration comprising the steps consisting in: - supply one or more light sources each comprising two electrically conductive pins, - producing a multilayer composite structure comprising two electrically conductive layers separated by an electrically insulating layer, which conductive layers are adapted to be connected to a current source, - install the light source (s) in the composite structure so that each of their pins is in electrical contact with a respective conductive layer, characterized by the fact that said method comprises the steps consisting in: - produce the insulating layer and / or each conductive layer, by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through an extruder, - securing the extruder to a displacement means, moving the extruder along a trajectory so that the extruded bead or cords form a decor structure having at least one curved outline, the composite structure forming all or part of said decor structure, - install the light source (s) in the composite structure, when the extruded cord (s) are in a pasty state.
Description
- 1 PROCEDE ET SYSTEME DE FABRICATION D’UN DECOR LUMINEUX- 1 PROCESS AND SYSTEM FOR MANUFACTURING A LUMINOUS DECOR
DescriptionDescription
Domaine technique de l'invention.Technical field of the invention.
L’invention a pour objet un procédé et un système pour la fabrication d’un décor lumineux.The subject of the invention is a method and a system for manufacturing a light decoration.
Elle concerne le domaine technique des décorations lumineuses temporaires ou permanentes, et en particulier des décorations lumineuses situées en extérieur, telles que celles installées traditionnellement pour les fêtes ou autres manifestations. L’invention peut cependant trouver de nombreuses autres applications, par exemple dans le domaine des décorations lumineuses publicitaires ou pour l'animation de vitrines commerciales, ou dans le domaine des objets signalétiques lumineux.It concerns the technical field of temporary or permanent light decorations, and in particular light decorations located outside, such as those traditionally installed for parties or other events. The invention can however find many other applications, for example in the field of illuminated advertising decorations or for the animation of commercial windows, or in the field of luminous signage objects.
État de la technique.State of the art.
Les décors lumineux sont habituellement réalisés à partir d’un cadre support sur lequel sont solidarisées une ou plusieurs guirlandes lumineuses, généralement formées par une succession de LEDs. La fixation de la guirlande sur le cadre support est généralement réalisée au moyen d’attaches rapides, telles que des colliers de serrage du type Rislan®. Ces opérations d’installation et de fixation des guirlandes nécessitent des temps de main-d’œuvre importants entraînant des coûts de fabrication élevés.Light decorations are usually made from a support frame on which one or more light garlands are joined, generally formed by a succession of LEDs. The fixing of the garland on the support frame is generally carried out by means of quick couplers, such as cable ties of the Rislan® type. These operations of installation and fixing of the garlands require significant labor time resulting in high manufacturing costs.
-2Dans le document brevet FR 2796446 (BLACHERE), le cadre support peut être réalisé par injection de matière plastique. Des surfaces conditionnées pour recevoir la guirlande lumineuse sont aménagées sur le cadre support, lors de l’injection. Cette solution technique permet de simplifier la fixation des guirlandes puisque les attaches rapides ne sont plus nécessaires. L’installation des guirlandes reste toutefois manuelle et engendre un temps de main-d’œuvre non négligeable. En outre, l’injection du cadre support nécessite l’emploi de moules qui peuvent être coûteux.-2 In the patent document FR 2796446 (BLACHERE), the support frame can be produced by injection of plastic material. Surfaces conditioned to receive the light garland are fitted on the support frame during injection. This technical solution simplifies the fixing of the garlands since the quick couplers are no longer necessary. The installation of the garlands remains manual, however, and generates significant labor time. In addition, the injection of the support frame requires the use of molds which can be expensive.
Le document FR 2917810 (CLEMENT) fait état d’un décor lumineux comprenant : - un panneau composite multicouche comportant deux couches électriquement conductrices séparées par une couche électriquement isolante, lesquelles couches conductrices sont adaptées pour être reliées à une alimentation électrique ; - et une ou plusieurs sources lumineuses comportant chacune deux broches électriquement conductrices, la ou les sources lumineuses étant installées dans le panneau composite de sorte qu’une de leur broche soit en contact électrique avec une couche conductrice et que leur autre broche soit en contact électrique avec l’autre couche conductrice. Ce type de décor convient particulièrement pour des installations en intérieur (plafonniers, appliques murales, tableaux lumineux, lustres, suspensions, lampes, ...), mais ne convient pas à des installations en extérieur, notamment pour des raisons d’étanchéité électrique. La fabrication du panneau composite apparaît en outre complexe et coûteuse et limitée à l’obtention de panneaux plans.Document FR 2917810 (CLEMENT) reports a luminous decoration comprising: - a multilayer composite panel comprising two electrically conductive layers separated by an electrically insulating layer, which conductive layers are adapted to be connected to an electrical supply; - And one or more light sources each comprising two electrically conductive pins, the light source or sources being installed in the composite panel so that one of their pins is in electrical contact with a conductive layer and that their other pin is in electrical contact with the other conductive layer. This type of decor is particularly suitable for indoor installations (ceiling lights, wall lights, light boards, chandeliers, suspensions, lamps, ...), but is not suitable for outdoor installations, in particular for reasons of electrical tightness. The manufacture of the composite panel also appears complex and expensive and limited to obtaining flat panels.
L’invention vise à remédier à cet état des choses. En particulier, un objectif de l’invention est de simplifier le processus de fabrication de décor lumineux, en le rendant plus rapide et moins coûteux.The invention aims to remedy this state of affairs. In particular, an objective of the invention is to simplify the process of manufacturing light decor, by making it faster and less expensive.
Un autre objectif de l’invention est d’automatiser le processus de fabrication d’un décor lumineux de manière à supprimer, ou tout au moins limiter, la maind’œuvreAnother objective of the invention is to automate the process of manufacturing a light decor so as to eliminate, or at least limit, the workforce
-3Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé de fabrication d’un décor lumineux qui permette d’obtenir des formes complexes.Another objective of the invention is to propose a process for manufacturing a light decoration which makes it possible to obtain complex shapes.
Divulgation de l’invention.Disclosure of the invention.
La solution proposée par l’invention est un procédé de fabrication d’un décor lumineux comprenant les étapes consistant à :The solution proposed by the invention is a process for manufacturing a light decor comprising the steps consisting in:
- fournir une ou plusieurs sources lumineuses comportant chacune deux broches électriquement conductrices,- supply one or more light sources each comprising two electrically conductive pins,
- réaliser une structure composite multicouche comportant deux couches électriquement conductrices séparées par une couche électriquement isolante, lesquelles couches conductrices sont adaptées pour être reliées à une source de courant,- producing a multilayer composite structure comprising two electrically conductive layers separated by an electrically insulating layer, which conductive layers are adapted to be connected to a current source,
- installer la ou les sources lumineuses dans la structure composite de sorte que chacune de leurs broches soit en contact électrique avec une couche conductrice respective.- install the light source (s) in the composite structure so that each of their pins is in electrical contact with a respective conductive layer.
Ce procédé est remarquable en ce qu’il comporte en outre les étapes consistant à :This process is remarkable in that it also includes the steps of:
- réaliser la couche isolante et/ou chaque couche conductrice, par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers d’une extrudeuse,- produce the insulating layer and / or each conductive layer, by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through an extruder,
- solidariser l’extrudeuse à un moyen de déplacement,- secure the extruder to a means of movement,
- déplacer l’extrudeuse selon une trajectoire de manière à ce que le ou les cordons extrudés forment une structure de décor ayant au moins un contour courbe, la structure composite formant tout ou partie de ladite structure de décor.- Move the extruder along a path so that the extruded bead or cords form a decor structure having at least one curved outline, the composite structure forming all or part of said decor structure.
- installer la ou les sources lumineuses dans la structure composite, lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux.- install the light source (s) in the composite structure, when the extruded cord (s) are in a pasty state.
Ce procédé repose sur le principe de l’impression 2D ou 3D où de la matière thermoplastique est extrudée au moyen d’une extrudeuse qui se déplaceThis process is based on the principle of 2D or 3D printing where thermoplastic material is extruded using a moving extruder
-4dans l’espace. Le décor peut ainsi avoir une structure dont la forme est complexe, notamment une structure en volume et/ou avec un ou plusieurs contours courbes. Ce procédé est en pratique plus rapide et moins coûteux que la solution décrite dans le document brevet FR 2917810 précité et peut être totalement automatisé, réduisant de fait les temps de main-d’œuvre. De plus, le refroidissement de la matière thermoplastique entraîne une solidarisation des sources lumineuses à la matière thermoplastique extrudée. II n’est donc pas nécessaire de prévoir une fixation des sources lumineuses par attaches rapides, ni d’aménager des surfaces de réception spécifique sur la structure du décor. En outre, après refroidissement, l’enrobage des broches des sources lumineuses dans la matière thermoplastique solidifiée, assure une étanchéité électrique suffisante pour permettre l’utilisation du décor obtenu, aussi bien en intérieur qu’en extérieur.-4 in space. The decor can thus have a structure whose shape is complex, in particular a volume structure and / or with one or more curved contours. This process is in practice faster and less expensive than the solution described in the aforementioned patent document FR 2917810 and can be completely automated, thereby reducing labor time. In addition, the cooling of the thermoplastic material causes the light sources to be joined to the extruded thermoplastic material. It is therefore not necessary to provide a fixing of the light sources by quick couplings, nor to arrange specific reception surfaces on the structure of the decoration. In addition, after cooling, the coating of the pins of the light sources in the solidified thermoplastic material, provides sufficient electrical tightness to allow the use of the decoration obtained, both indoors and outdoors.
D’autres caractéristiques avantageuses du procédé objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :Other advantageous characteristics of the process which is the subject of the invention are listed below. Each of these characteristics can be considered alone or in combination with the remarkable characteristics defined above, and be the subject, if necessary, of one or more divisional patent applications:
- Avantageusement, on installe la ou les sources lumineuses en enfonçant leurs broches dans la structure composite, pendant le déplacement de l’extrudeuse, lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux.Advantageously, the light source (s) are installed by driving their pins into the composite structure, during the movement of the extruder, when the extruded cord (s) are in a pasty state.
- Avantageusement, on installe la ou les sources lumineuses le long d’une trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse lorsque celle-ci extrude un cordon de la structure composite, l’enfoncement des broches de la ou des sources lumineuses et l’extrusion du cordon de la structure composite étant synchronisés, de sorte que l’extrusion dudit cordon et l’enfoncement desdites broches soient réalisés de manière concomitante lors du déplacement de l’extrudeuse le long de ladite trajectoire.Advantageously, the light source or sources are installed along a trajectory coinciding with the trajectory of the extruder when the latter extrudes a bead from the composite structure, the sinking of the pins of the light source or sources and the extrusion of the bead of the composite structure being synchronized, so that the extrusion of said bead and the driving in of said pins are carried out concomitantly during the movement of the extruder along said trajectory.
- Préférentiellement, on solidarise un outil d’enfoncement de la ou des sources lumineuses au moyen de déplacement, de sorte que ledit outil se déplace en même temps que l’extrudeuse et selon la même trajectoire.- Preferably, a tool for driving the light source or sources is secured by means of displacement, so that said tool moves at the same time as the extruder and according to the same trajectory.
- Dans une variante de réalisation, on solidarise un outil d’enfoncement de la ou des diodes électroluminescentes à un second moyen de déplacement ; on déplace l’outil d’enfoncement le long de la trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse lorsque celle-ci extrude le ou les cordons de la structure composite ; et on enfonce les broches de la ou des sources lumineuses depuis l’outil d’enfoncement, durant le déplacement dudit outil le long de ladite trajectoire.- In an alternative embodiment, a tool for driving the light-emitting diode (s) is secured to a second displacement means; the driving tool is moved along the trajectory coinciding with the trajectory of the extruder when the latter extrudes the bead or cords of the composite structure; and the pins of the light source (s) are pushed in from the driving tool during the movement of said tool along said path.
- On peut déplacer l’extrudeuse de sorte que la structure de décor soit obtenue par un ou plusieurs cordons extrudés qui s’empilent en couches, et préférentiellement de sorte que la structure soit en 3D (3 dimensions).- The extruder can be moved so that the decor structure is obtained by one or more extruded cords which stack in layers, and preferably so that the structure is in 3D (3 dimensions).
- Préférentiellement, on refroidit la matière thermoplastique, lequel refroidissement entraîne la solidarisation des sources lumineuses au ou aux cordons extrudés.- Preferably, the thermoplastic material is cooled, which cooling causes the light sources to join to the extruded bead or cords.
- Selon un premier mode de réalisation, on réalise la structure composite multicouche en superposant au moins : - une première couche électriquement isolante obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers d’une extrudeuse ; - une première couche électriquement conductrice formée par un film électriquement conducteur déposé sur la première couche électriquement isolante, la dépose dudit film étant réalisée pendant l’extrusion de la première couche isolante ; - une deuxième couche électriquement isolante obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de l’extrudeuse, laquelle extrusion est réalisée sur le film formant la première couche électriquement conductrice ; - une seconde couche électriquement conductrice formée par un film électriquement conducteur déposé sur la deuxième couche électriquement isolante, la dépose dudit film étant réalisée pendant l’extrusion de la deuxième couche isolante ; - une troisième couche électriquement isolante obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de l’extrudeuse, laquelle extrusion est réalisée sur le film formant la seconde couche électriquement conductrice.- According to a first embodiment, the multilayer composite structure is produced by superimposing at least: - a first electrically insulating layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through an extruder; - A first electrically conductive layer formed by an electrically conductive film deposited on the first electrically insulating layer, the deposition of said film being carried out during the extrusion of the first insulating layer; - a second electrically insulating layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through the extruder, which extrusion is carried out on the film forming the first electrically conductive layer; - a second electrically conductive layer formed by an electrically conductive film deposited on the second electrically insulating layer, the deposition of said film being carried out during the extrusion of the second insulating layer; - a third electrically insulating layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through the extruder, which extrusion is carried out on the film forming the second electrically conductive layer.
- Dans ce premier mode de réalisation, on dépose avantageusement le film formant les couches électriquement conductrices au moyen d’un dévidoir, lequel dévidoir est solidarisé au moyen de déplacement de sorte que ledit dévidoir se déplace en même temps que l’extrudeuse et selon la même trajectoire.- In this first embodiment, the film forming the electrically conductive layers is advantageously deposited by means of a reel, which reel is secured to the displacement means so that said reel moves at the same time as the extruder and according to the same trajectory.
- Selon un deuxième mode de réalisation, on réalise la structure composite multicouche en superposant au moins : - une première couche électriquement conductrice obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique, laquelle matière est mélangée, avant son extrusion, à des paillettes ou à de la poudre métallique ; - une couche électriquement isolante obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de l’extrudeuse, laquelle extrusion est réalisée sur la première couche électriquement conductrice ; - une deuxième couche électriquement conductrice obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique, laquelle matière est mélangée, avant son extrusion, à des paillettes ou à de la poudre métallique, laquelle extrusion est réalisée sur la couche électriquement isolante.- According to a second embodiment, the multilayer composite structure is produced by superimposing at least: - a first electrically conductive layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material, which material is mixed, before its extrusion, with flakes or to metallic powder; - an electrically insulating layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through the extruder, which extrusion is carried out on the first electrically conductive layer; - a second electrically conductive layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material, which material is mixed, before its extrusion, with flakes or with metallic powder, which extrusion is carried out on the electrically insulating layer.
- Dans ce deuxième mode de réalisation, on peut extruder les couches électriquement conductrices au moyen d’une deuxième extrudeuse qui est solidarisée au moyen de déplacement de sorte que les deux extrudeuses se déplacent en même temps et selon la même trajectoire.- In this second embodiment, the electrically conductive layers can be extruded by means of a second extruder which is secured to the displacement means so that the two extruders move at the same time and along the same path.
- Selon un troisième mode de réalisation, on réalise la structure composite multicouche en superposant au moins : - une première couche électriquement conductrice obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers d’une extrudeuse, laquelle matière est mélangée, avant son extrusion, à des paillettes ou à de la poudre métallique ; - une couche électriquement isolante formée par un film électriquement isolant déposé sur la première couche électriquement conductrice ; - une deuxième couche électriquement conductrice obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de ladite extrudeuse, laquelle matière est mélangée, avant son extrusion, à des paillettes ou à de la poudre métallique, laquelle extrusion est réalisée sur le film formant la couche électriquement isolante.- According to a third embodiment, the multilayer composite structure is produced by superimposing at least: - a first electrically conductive layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through an extruder, which material is mixed, before its extrusion, with glitter or metallic powder; - an electrically insulating layer formed by an electrically insulating film deposited on the first electrically conductive layer; a second electrically conductive layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through said extruder, which material is mixed, before its extrusion, with flakes or with metallic powder, which extrusion is carried out on the film forming the electrically insulating layer.
- Dans ce troisème mode de réalisation, on peut déposer le film formant la couche électriquement isolante au moyen d’un dévidoir, et solidariser ce dévidoir et l’extrudeuse pour l’extrusion des couches électriquement conductrices au moyen de déplacement de sorte que ledit dévidoir se déplace en même temps que ladite extrudeuse et selon la même trajectoire.- In this third embodiment, one can deposit the film forming the electrically insulating layer by means of a reel, and secure this reel and the extruder for the extrusion of the electrically conductive layers by means of displacement so that said reel moves at the same time as said extruder and along the same trajectory.
- Dans le deuxième et troisième mode de réalisation, on peut recouvrir chaque couche électriquement conductrice par une couche électriquement isolante obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers d’une extrudeuse.- In the second and third embodiment, each electrically conductive layer can be covered with an electrically insulating layer obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through an extruder.
- Avantageusement, on extrade un cordon de matière thermoplastique pardessus la ou les sources lumineuses installées dans la structure composite, de sorte que la ou les sources lumineuses soient enrobées dans de la matière thermoplastique.Advantageously, a bead of thermoplastic material is extruded over the light source or sources installed in the composite structure, so that the light source or sources are coated in thermoplastic material.
- Dans une variante de réalisation, on réalise la couche isolante et/ou chaque couche conductrice, par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique sur un plateau, au travers d’une extrudeuse ; on solidarise le plateau à un moyen de déplacement ; on déplace le plateau selon une trajectoire de manière à ce que le ou les cordons extradés forment une structure de décor ayant au moins un contour courbe, la structure composite formant tout ou partie de ladite structure de décor ; la ou les sources lumineuses étant installées dans la structure composite, lorsque le ou les cordons extradés se trouvent dans un état pâteux.- In an alternative embodiment, the insulating layer and / or each conductive layer is produced by hot extrusion of a bead of thermoplastic material on a plate, through an extruder; the tray is secured to a displacement means; the plate is moved along a trajectory so that the extradited cord (s) form a decor structure having at least one curved outline, the composite structure forming all or part of said decor structure; the light source (s) being installed in the composite structure, when the extradited cord (s) are in a pasty state.
Un autre aspect de l’invention concerne un système pour la fabrication d’un décor lumineux, ledit système comportant :Another aspect of the invention relates to a system for manufacturing a light decoration, said system comprising:
- une structure composite multicouche comportant deux couches électriquement conductrices séparées par une couche électriquement isolante, lesquelles couches conductrices sont adaptées pour être reliées à une source de courant,a multilayer composite structure comprising two electrically conductive layers separated by an electrically insulating layer, which conductive layers are adapted to be connected to a current source,
- une ou plusieurs sources lumineuses comportant chacune deux broches électriquement conductrices, la ou les sources lumineuses étant installées dans la structure composite de sorte que chacune de leurs broches soit en contact électrique avec une couche conductrice respective,one or more light sources each comprising two electrically conductive pins, the light source or sources being installed in the composite structure so that each of their pins is in electrical contact with a respective conductive layer,
- une extrudeuse pour réaliser la couche isolante et/ou chaque couche conductrice, par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique,- an extruder to produce the insulating layer and / or each conductive layer, by hot extrusion of a bead of thermoplastic material,
- un moyen de déplacement auquel est solidarisée l’extrudeuse,- a means of movement to which the extruder is secured,
- une unité de gestion adaptée pour piloter le moyen de déplacement et déplacer l’extrudeuse, le pilotage dudit moyen de déplacement étant réalisé de manière à ce que : l’extrudeuse se déplace selon une trajectoire de manière à former une structure de décor ayant au moins un contour courbe, la structure composite formant tout ou partie de ladite structure de décor,a management unit adapted to control the means of movement and move the extruder, the control of said means of movement being carried out so that: the extruder moves along a path so as to form a decor structure having at minus a curved contour, the composite structure forming all or part of said decor structure,
- la ou les sources lumineuses sont installées dans la structure composite, lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux.- The light source (s) are installed in the composite structure, when the extruded cord (s) are in a pasty state.
D’autres caractéristiques avantageuses du système objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :Other advantageous characteristics of the system which is the subject of the invention are listed below. Each of these characteristics can be considered alone or in combination with the remarkable characteristics defined above, and be the subject, if necessary, of one or more divisional patent applications:
- Avantageusement, le système comporte un outil d’enfoncement de la ou des sources lumineuses, lequel outil est piloté de sorte que ladite ou lesdites sources lumineuses soient installées en enfonçant leurs broches dans la structure composite lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux, lequel outil est solidarisé au moyen de déplacement de l’extrudeuse.Advantageously, the system comprises a tool for driving in the light source or sources, which tool is controlled so that said light source or sources are installed by driving their pins into the composite structure when the extruded cord or cords are in a pasty state, which tool is secured by means of displacement of the extruder.
- Selon une variante de réalisation, l’outil d’enfoncement est solidarisé à un second moyen de déplacement, une unité de gestion pilotant ce second moyen de déplacement pour déplacer l’outil d’enfoncement le long d’une trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse lorsque celle-ci extrude le ou les cordons de la structure composite- According to an alternative embodiment, the insertion tool is secured to a second displacement means, a management unit controlling this second displacement means for moving the insertion tool along a trajectory coinciding with the trajectory of the extruder when it extrudes the bead (s) of the composite structure
- Le moyen de déplacement de l’extrudeuse est avantageusement un bras de manipulation robotisé, préférentiellement un bras articulé 6 axes.- The means of movement of the extruder is advantageously a robotic handling arm, preferably a 6-axis articulated arm.
- Dans un autre mode de réalisation, le moyen de déplacement de l’extrudeuse est un chariot mobile selon les axes X, Y et Z d’un repère cartésien.- In another embodiment, the means for moving the extruder is a mobile carriage along the X, Y and Z axes of a Cartesian coordinate system.
- Selon une variante de réalisation, le système comporte : une extrudeuse pour réaliser, sur un plateau, la couche isolante et/ou chaque couche conductrice, par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique ; - un moyen de déplacement auquel est solidarisé le plateau ; - une unité de gestion adaptée pour piloter le moyen de déplacement et déplacer le plateau, le pilotage dudit moyen de déplacement étant réalisé de manière à ce que : le plateau se déplace selon une trajectoire de manière à former une structure de décor ayant au moins un contour courbe, la structure composite formant tout ou partie de ladite structure de décor ; - la ou les sources lumineuses sont installées dans la structure composite, lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux- According to an alternative embodiment, the system comprises: an extruder for producing, on a plate, the insulating layer and / or each conductive layer, by hot extrusion of a bead of thermoplastic material; - a means of movement to which the plate is secured; - a management unit adapted to control the movement means and move the plate, the control of said movement means being carried out so that: the plate moves along a trajectory so as to form a decor structure having at least one curved outline, the composite structure forming all or part of said decor structure; - the light source (s) are installed in the composite structure, when the extruded cord (s) are in a pasty state
Description des figures.Description of the figures.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :Other advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the description of a preferred embodiment which will follow, with reference to the appended drawings, produced by way of indicative and nonlimiting examples and in which:
- la figure 1 illustre un exemple de décor lumineux susceptible d’être obtenu par la mise en oeuvre du procédé objet de l’invention,FIG. 1 illustrates an example of a luminous decoration capable of being obtained by implementing the method which is the subject of the invention,
- la figure 2 illustre un autre exemple de décor lumineux susceptible d’être obtenu par la mise en oeuvre du procédé objet de l’invention,FIG. 2 illustrates another example of a luminous decoration capable of being obtained by implementing the method which is the subject of the invention,
- la figure 3a est une vue en coupe schématisant une structure composite multicouche conforme à l’invention,FIG. 3a is a sectional view diagrammatically showing a multilayer composite structure according to the invention,
- la figure 3b est une vue en coupe schématisant une structure composite multicouche conforme à l’invention selon une variante de réalisation,- Figure 3b is a sectional view schematically showing a multilayer composite structure according to the invention according to an alternative embodiment,
- la figure 4a schématise une source lumineuse adaptée pour être utilisée dans le procédé et le système objet de l’invention,- Figure 4a shows schematically a light source suitable for use in the method and the system object of the invention,
- la figure 4b schématise une source lumineuse adaptée pour être utilisée dans le procédé et le système objet de l’invention, selon une variante de réalisation,- Figure 4b shows schematically a light source suitable for use in the method and the system object of the invention, according to an alternative embodiment,
- les figures 5a à 5c illustrent différentes étapes permettant de réaliser la structure composite multicouche de la figure 3a,FIGS. 5a to 5c illustrate different steps enabling the multilayer composite structure of FIG. 3a to be produced,
- les figures 6a à 6c illustrent différentes étapes permettant de réaliser la structure composite multicouche de la figure 3b,FIGS. 6a to 6c illustrate different steps allowing the multilayer composite structure of FIG. 3b to be produced,
- les figures 7a et 7b illustrent différentes étapes permettant d’installer une source lumineuse dans la structure composite multicouche de la figure 3a,FIGS. 7a and 7b illustrate different steps making it possible to install a light source in the multilayer composite structure of FIG. 3a,
- la figure 8 est une vue en coupe selon A-A de l’outillage schématisé sur la figure 7a,FIG. 8 is a sectional view along A-A of the tool shown schematically in FIG. 7a,
- la figure 9 schématise différents éléments d’un système pour la fabrication d’un décor lumineux conforme à l’invention,- Figure 9 shows schematically different elements of a system for the manufacture of a light decoration according to the invention,
- la figure 10 schématise un empilement de cordons de matière thermoplastique extrudée,FIG. 10 shows schematically a stack of beads of extruded thermoplastic material,
- la figure 11 schématise différents éléments d’un système pour la fabrication d’un décor lumineux conforme à l’invention, selon une variante de réalisation,FIG. 11 shows diagrammatically different elements of a system for the manufacture of a light decoration according to the invention, according to an alternative embodiment,
- la figure 12 schématise différents éléments d’un système pour la fabrication d’un décor lumineux conforme à l’invention, selon une autre variante de réalisation.- Figure 12 shows schematically different elements of a system for the manufacture of a light decoration according to the invention, according to another alternative embodiment.
Modes préférés de réalisation de l’invention.Preferred embodiments of the invention.
Le procédé et le système objet de l’invention permettent de réaliser des décors lumineux. Ces décors comportent chacun une structure rigide formant un cadre support, et dans lequel est installée une ou plusieurs sources lumineuses.The method and the system which are the subject of the invention make it possible to produce light decorations. These decorations each include a rigid structure forming a support frame, and in which one or more light sources are installed.
Sur la figure 1, la structure 1 du décor lumineux représente un flocon de neige stylisé installé sur une volute. A titre d’exemple, sa longueur est comprise entre 50 cm et 2 m, sa largeur comprise entre 20 cm et 1 m et son épaisseur comprise entre 4 mm et 5 cm. L’épaisseur étant relativement faible par rapport aux autres dimensions, on entend que cette structure est une structure 2D. Cette structure 1 peut être attachée à un câble ou fixée à un poteau ou un mur pour une installation en extérieur (par exemple dans une rue ou sur la façade d’un monument) ou à l’intérieur d’une habitation.In FIG. 1, the structure 1 of the light decoration represents a stylized snowflake installed on a volute. For example, its length is between 50 cm and 2 m, its width between 20 cm and 1 m and its thickness between 4 mm and 5 cm. The thickness being relatively small compared to the other dimensions, it is understood that this structure is a 2D structure. This structure 1 can be attached to a cable or fixed to a pole or a wall for an installation outside (for example in a street or on the facade of a monument) or inside a dwelling.
-11 Sur la figure 2, la structure 1 représente un sapin de Noël stylisé, dont la hauteur est par exemple comprise entre 50 cm et 2 m, et dont le diamètre de la base est par exemple compris entre 20 cm et 1 m. Le sapin peut être creux ou partiellement rempli de matière en créant un réseau en nid d'abeille pour rigidifier la structure 1 tout en conservant un gain de poids. On entend que cette structure en sapin est une structure en volume, ou une structure 3D.In FIG. 2, the structure 1 represents a stylized Christmas tree, the height of which is for example between 50 cm and 2 m, and the diameter of the base of which is for example between 20 cm and 1 m. The tree can be hollow or partially filled with material by creating a honeycomb network to stiffen the structure 1 while retaining weight gain. It is understood that this fir structure is a volume structure, or a 3D structure.
La structure 1 intègre une ou plusieurs sources lumineuses 100. Sur la figure 1, plusieurs sources lumineuses 100 sont disposées dans chacune des branches de la volute agencées de part et d’autre du flocon de neige stylisé. Sur la figure 2, plusieurs sources lumineuses 100 sont disposées en hélice, depuis la base vers le sommet du sapin.The structure 1 incorporates one or more light sources 100. In FIG. 1, several light sources 100 are arranged in each of the branches of the volute arranged on either side of the stylized snowflake. In Figure 2, several light sources 100 are arranged in a helix, from the base to the top of the tree.
Sur la figure 4a, la source lumineuse 100 est une diode électroluminescente (ou DEL), ou micro-DEL, monochrome ou multi-chrome. Elle présente de manière classique un capot 101 en résine époxy moulé sur une puce semi-conductrice. Cette dernière est alimentée électriquement par deux broches rigides électriquement conductrices 102, 103 formant anode et cathode, qui s’étendent au-delà du méplat 104 délimitant la base du capot 101. Chaque broche 102, 103 peut être électriquement conductrice sur toute sa longueur. Pour les raisons exposées plus avant dans la description, il est toutefois avantageux que les broches 102, 103 ne soient électriquement conductrices qu’à leur extrémité distale, respectivement 1020 et 1030, et électriquement isolantes sur le reste de leur longueur. Les broches sont de longueurs différentes 102, 103. Sur la figure 4b, les broches 102, 103 sont coaxiales. Leur extrémité distale 1020, 1030 est avantageusement biseautée ou en pointe pour faciliter leur enfoncement et/ou les perçages des différentes couches de la structure composite multicouche 8.In FIG. 4a, the light source 100 is a light-emitting diode (or LED), or micro-LED, monochrome or multi-chrome. It conventionally has a cover 101 made of epoxy resin molded on a semiconductor chip. The latter is supplied electrically by two rigid electrically conductive pins 102, 103 forming an anode and cathode, which extend beyond the flat 104 delimiting the base of the cover 101. Each pin 102, 103 can be electrically conductive over its entire length. For the reasons explained further in the description, it is however advantageous that the pins 102, 103 are electrically conductive only at their distal end, respectively 1020 and 1030, and electrically insulating over the rest of their length. The pins are of different lengths 102, 103. In FIG. 4b, the pins 102, 103 are coaxial. Their distal end 1020, 1030 is advantageously bevelled or pointed to facilitate their insertion and / or the drilling of the different layers of the multilayer composite structure 8.
Sur la figure 3a, la structure composite 8 comporte deux couches électriquement conductrices, respectivement une couche inférieure 82 et uneIn FIG. 3a, the composite structure 8 comprises two electrically conductive layers, respectively a lower layer 82 and a
- 12 couche supérieure 83. Ces deux couches conductrices 82, 83 ont une épaisseur pouvant varier de 0,1 mm à 5 mm selon le type de matériau utilisé. Elles sont séparées par une couche électriquement isolante 81 dont l’épaisseur peut également varier de 0,1 mm à 5 mm selon le type de matériau utilisé. Préférentiellement, deux autres couches électriquement isolantes 84, 85 recouvrent respectivement, la couche conductrice inférieure 82 et la couche conductrice supérieure 83. Chaque couche conductrice est ainsi prise en sandwich entre deux couches isolantes.- 12 upper layer 83. These two conductive layers 82, 83 have a thickness which can vary from 0.1 mm to 5 mm depending on the type of material used. They are separated by an electrically insulating layer 81, the thickness of which can also vary from 0.1 mm to 5 mm depending on the type of material used. Preferably, two other electrically insulating layers 84, 85 respectively cover the lower conductive layer 82 and the upper conductive layer 83. Each conductive layer is thus sandwiched between two insulating layers.
Les couches conductrices 82, 83 consistent préférentiellement en un film conducteur, par exemple un film de cuivre ou d’aluminium qui est transpercé par les broches 102, 103. Les couches isolantes 81, 84, 85 sont chacune réalisées par extrusion d’un cordon de matière thermoplastique comme expliqué plus avant dans la description.The conductive layers 82, 83 preferably consist of a conductive film, for example a copper or aluminum film which is pierced by the pins 102, 103. The insulating layers 81, 84, 85 are each produced by extrusion of a bead of thermoplastic material as explained further in the description.
Les sources lumineuses 100 sont préférentiellement installées par enfoncement de leurs broches 102, 103 dans la structure composite 8 de sorte que chacune desdites broches soit en contact électrique avec une couche conductrice respective 82, 83. On pourrait toutefois prévoir d’installer les sources lumineuses 100 en insérant leurs broches 102, 103 dans des cavités préalablement réalisés dans la structure 8, lorsque le ou les cordons extrudés 81, 82, 83 se trouvent dans un état pâteux. On peut également prévoir d’extruder par couches successives les cordons 81, 82, 83 sur les sources lumineuses 100 de sorte que chacune de leurs broches 102, 103 soit en contact électrique avec une couche conductrice respective 82, 83.The light sources 100 are preferably installed by driving their pins 102, 103 into the composite structure 8 so that each of said pins is in electrical contact with a respective conductive layer 82, 83. It could however be planned to install the light sources 100 by inserting their pins 102, 103 into cavities previously made in the structure 8, when the extruded bead or cords 81, 82, 83 are in a pasty state. It is also possible to extrude the cords 81, 82, 83 by successive layers onto the light sources 100 so that each of their pins 102, 103 is in electrical contact with a respective conductive layer 82, 83.
Sur la figure 3a, les sources lumineuses 100 sont enfoncées à partir de la couche isolante supérieure 85 de sorte que le méplat 104 est en contact avec la face supérieure de cette couche.In FIG. 3a, the light sources 100 are driven in from the upper insulating layer 85 so that the flat 104 is in contact with the upper face of this layer.
Dans cette configuration, la broche 102 la plus longue est en contact (après percement) avec la couche conductrice inférieure 82 et la broche 103 la plusIn this configuration, the longest pin 102 is in contact (after drilling) with the lower conductive layer 82 and the most
- 13courte est en contact (après percement) avec la couche conductrice supérieure 83. La broche 102 est ici en contact avec les deux couches conductrices 82 et 83, mais étant donné que seule son extrémité distale 1020 est conductrice, le contact électrique ne se fait qu’avec la couche conductrice inférieure 82, évitant de fait tout problème de court-circuit. Les broches 102, 103 peuvent être en contact avec les couches isolantes 81, 84 ou 85, à partir du moment où leur extrémité distale 1020 et 1030 est en contact avec une seule couche conductrice respective 82, 83.- 13courte is in contact (after drilling) with the upper conductive layer 83. The pin 102 is here in contact with the two conductive layers 82 and 83, but since only its distal end 1020 is conductive, electrical contact is not made than with the lower conductive layer 82, thereby avoiding any short-circuit problem. The pins 102, 103 can be in contact with the insulating layers 81, 84 or 85, from the moment when their distal end 1020 and 1030 is in contact with a single respective conductive layer 82, 83.
Les sources lumineuses 100 utilisées fonctionnent préférentiellement à très basse tension, typiquement 5V, 12V, 24V, mais également à 230V, ce qui permet de réaliser des montages directement sur le réseau électrique.The light sources 100 used preferably operate at very low voltage, typically 5V, 12V, 24V, but also at 230V, which makes it possible to mount directly on the electrical network.
Les couches conductrices 82, 83 sont adaptées pour être reliées à une alimentation électrique. Cette alimentation électrique peut être réalisée au moyen d’un connecteur 110 comportant deux broches rigides électriquement conductrices 112, 113 de longueurs différentes. Ces broches 112, 113 ne sont électriquement conductrices qu’à leur extrémité distale, respectivement 1120 et 1130, et électriquement isolantes sur le reste de leur longueur. Sur la figure 3a, le connecteur 110 est installé par enfoncement de ses broches 112, 113 dans la structure composite 8 de sorte que chacune desdites broches soit en contact électrique avec une couche conductrice respective 82, 83. Cette configuration est équivalente à celle décrite précédemment en références aux sources lumineuses 100. Ainsi, en alimentant électriquement les broches 112, 113, on alimente chacune des couches conductrices 82, 83, et de fait les sources lumineuses 100.The conductive layers 82, 83 are adapted to be connected to an electrical supply. This power supply can be achieved by means of a connector 110 comprising two rigid electrically conductive pins 112, 113 of different lengths. These pins 112, 113 are electrically conductive only at their distal end, respectively 1120 and 1130, and electrically insulating over the rest of their length. In FIG. 3a, the connector 110 is installed by driving its pins 112, 113 into the composite structure 8 so that each of said pins is in electrical contact with a respective conductive layer 82, 83. This configuration is equivalent to that described above. with reference to the light sources 100. Thus, by electrically supplying the pins 112, 113, each of the conductive layers 82, 83 is supplied, and in fact the light sources 100.
Le connecteur 110 est avantageusement connecté à un boîtier de commande 130 programmé pour émettre des instructions pour commander l’allumage des sources lumineuses 100. Ce boîtier 130 peut se présenter sous la forme d’un ordinateur ou d’un circuit logique programmable du type circuit intégré, microcontrôleur, microprocesseur, ou autres, assemblé sur une carte électronique. Ce boîtier 130 permet d’alimenter de manière indépendante et séquentielle des groupes - ou portions - de sources lumineuses 100.The connector 110 is advantageously connected to a control box 130 programmed to issue instructions for controlling the ignition of the light sources 100. This box 130 can be in the form of a computer or of a programmable logic circuit of the circuit type. integrated, microcontroller, microprocessor, or others, assembled on an electronic card. This box 130 makes it possible to supply groups - or portions - of light sources 100 independently and sequentially.
En pratique, le boîtier 130 intègre un processeur qui exécute un ou plusieurs programmes, sous-programmes, microprogrammes dont les instructionsIn practice, the box 130 integrates a processor which executes one or more programs, subroutines, microprograms including the instructions
- 14permettent de gérer les différentes fonctionnalités liées audit boîtier, et notamment l’émission des instructions pour commander l’allumage des sources lumineuses 100. Le boîtier 130 est connecté à une source de courant 150 et adapté pour alimenter les sources lumineuses 100 avec une tension acceptable, par exemple une tension de 5 Volts. Le connecteur 110 peut toutefois être directement connecté à la source de courant 150.- 14 allow to manage the different functionalities linked to said box, and in particular the issuing of instructions to control the ignition of light sources 100. The box 130 is connected to a current source 150 and adapted to supply the light sources 100 with a voltage acceptable, for example a voltage of 5 Volts. The connector 110 can however be directly connected to the current source 150.
La figure 3b illustre une variante de réalisation de la structure composite 8 où les couches conductrices 82, 83 sont ici obtenues par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique. Pour obtenir des propriétés de conduction électrique, la matière thermoplastique est mélangée, avant son extrusion, à des paillettes ou à de la poudre métallique. La couche électriquement isolante 81 est avantageusement réalisée par extrusion d’un cordon de matière thermoplastique, non conductrice c’est-à-dire sans ajout de paillettes ou à de poudre métallique. Elle peut également consister en un film électriquement isolant, par exemple un film plastique.FIG. 3b illustrates an alternative embodiment of the composite structure 8 where the conductive layers 82, 83 are here obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material. To obtain electrical conduction properties, the thermoplastic material is mixed, before its extrusion, with flakes or with metallic powder. The electrically insulating layer 81 is advantageously produced by extruding a bead of thermoplastic material, non-conductive, that is to say without adding glitter or metallic powder. It can also consist of an electrically insulating film, for example a plastic film.
L’installation des sources lumineuses 100 et du connecteur 110 est effectuée comme décrit précédemment en référence à la figure 3a.The installation of the light sources 100 and of the connector 110 is carried out as described previously with reference to FIG. 3a.
On peut adjoindre à la structure composite 8, les deux autres couches isolantes 84, 85 qui recouvrent respectivement la couche conductrice inférieure 82 et la couche conductrice supérieure 83. Ces deux autres couches conductrices 84, 85 sont également préférentiellement réalisées par extrusion d’un cordon de matière thermoplastique, bien qu’elles puissent être formées par un film électriquement isolant, tel qu’un film plastique.It is possible to add to the composite structure 8, the two other insulating layers 84, 85 which respectively cover the lower conductive layer 82 and the upper conductive layer 83. These two other conductive layers 84, 85 are also preferably produced by extruding a bead of thermoplastic material, although they may be formed by an electrically insulating film, such as a plastic film.
On constate que la couche isolante supérieure 85 peut venir recouvrir les sources lumineuses 100 et/ou le connecteur 110 de sorte que ces éléments soient totalement enrobés dans de la matière thermoplastique. Cet enrobage contribue à protéger davantage les sources lumineuses 100 et/ou le connecteur 110 contre les chocs et/ou les agressions extérieures et à les rendre moins accessibles. Dans ce cas, les sources lumineuses 100 et/ou le connecteur 110 sont installées parIt is noted that the upper insulating layer 85 can come to cover the light sources 100 and / or the connector 110 so that these elements are completely coated in thermoplastic material. This coating contributes to further protecting the light sources 100 and / or the connector 110 against impacts and / or external aggressions and making them less accessible. In this case, the light sources 100 and / or the connector 110 are installed by
- 15enfoncement de leurs broches 102, 103 dans la structure composite 8, avant la dépose de la couche isolante supérieure 85.- insertion of their pins 102, 103 into the composite structure 8, before the upper insulating layer 85 is removed.
La ou les couches isolantes 81,84, 85 et/ou chaque couche conductrice 82, 83 sont donc obtenues par l’extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique. Une matière thermoplastique peut être comprise comme une matière qui se ramollit - ou rentre dans un état pâteux - lorsqu'elle est chauffée audessus d'une certaine température (température de plasticité), mais qui, audessous de cette température, redevient dure et se fige. Une telle matière conserve généralement de manière réversible sa thermoplasticité initiale, ce qui la rend aisément recyclable.The insulating layer (s) 81, 84, 85 and / or each conductive layer 82, 83 are therefore obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material. A thermoplastic material can be understood as a material which softens - or returns to a pasty state - when it is heated above a certain temperature (plasticity temperature), but which, below this temperature, becomes hard again and freezes . Such a material generally reversibly retains its initial thermoplasticity, which makes it easily recyclable.
La matière thermoplastique utilisée peut être translucide, transparente ou opaque. Elle est préférentiellement à base de polymères ou copolymères du type ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), ASA (Acrylonitrile Styrène Acrylate) ou SM MA (Styrene Methyl Méthacrylate), pour leur bonne résistance aux chocs et au vieillissement. Ces polymères ou copolymères peuvent être mélangés à des colorants et/ou des adjuvants, par exemple pour améliorer la résistance au vieillissement et/ou aux UV. Une matière translucide ou transparente permet, le cas échéant, de laisser passer la lumière émise par les sources lumineuses 100.The thermoplastic material used can be translucent, transparent or opaque. It is preferably based on polymers or copolymers of the ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate) or SM MA (Styrene Methyl Methacrylate) type, for their good impact and aging resistance. These polymers or copolymers can be mixed with dyes and / or adjuvants, for example to improve resistance to aging and / or to UV. A translucent or transparent material makes it possible, where appropriate, to allow the light emitted by the light sources 100 to pass.
Pour faire fondre la matière thermoplastique, une extrudeuse la chauffe à une température variant de 160°C à 400°C suivant la température de plasticité du matériau utilisé. Un cordon sort de l’extrudeuse. Il est avantageux de régler la température de chauffage de manière à ce que le cordon ne sorte pas en fusion, ou dans un état liquide, mais plutôt dans un état pâteux. Par exemple, pour un polymère type ABS, la température de chauffage est avantageusement réglée à environ 200°C.To melt the thermoplastic material, an extruder heats it to a temperature varying from 160 ° C to 400 ° C depending on the plasticity temperature of the material used. A cord comes out of the extruder. It is advantageous to adjust the heating temperature so that the bead does not come out in fusion, or in a liquid state, but rather in a pasty state. For example, for an ABS type polymer, the heating temperature is advantageously adjusted to around 200 ° C.
Comme décrit plus avant dans la description, l’enfoncement des broches 102, 103, 112, 113 dans un cordon pâteux permet une meilleure mise en position des sources lumineuses 100 et du connecteur 110 sur ou dans la structure composite 8, comparativement à un cordon en fusion. En outre, la matière enAs described further in the description, the insertion of the pins 102, 103, 112, 113 into a pasty bead allows better positioning of the light sources 100 and of the connector 110 on or in the composite structure 8, compared to a bead in fusion. In addition, the material in
- 16fusion, de par sa température relativement élevée, risque de dégrader l’intégrité physique des sources lumineuses 100 et du connecteur 110.- 16fusion, due to its relatively high temperature, risks degrading the physical integrity of the light sources 100 and the connector 110.
Selon l’invention, l’extrudeuse est solidarisée à un moyen de déplacement. Sur la figure 9, ce moyen de déplacement est un bras de manipulation robotisé 2. L’extrudeuse 3 est solidarisée à ce bras robotisé 2, qui la déplace longitudinalement, transversalement et éventuellement verticalement.According to the invention, the extruder is secured to a means of movement. In FIG. 9, this displacement means is a robotic manipulation arm 2. The extruder 3 is secured to this robotic arm 2, which moves it longitudinally, transversely and possibly vertically.
Le bras de manipulation robotisé 2 est un bras articulé à 3 axes ou, préférentiellement, un bras articulé à 6 axes.The robotic manipulation arm 2 is an articulated arm with 3 axes or, preferably, an articulated arm with 6 axes.
Le bras articulé 3 axes permet de déplacer en translation l’extrudeuse 3 selon les axes X (abscisse), Y (ordonnée) et Z (côte) d’un repère cartésien, ou repère orthonormé. La buse de sortie de l’extrudeuse 3 reste orientée verticalement, pour garder la direction d’extrusion perpendiculaire à la surface du plateau 7. Un bras articulé 3 axes permet de réaliser des structures relativement complexes, en 2D ou 3D, avec un ou plusieurs contours courbes, comme celles illustrées sur les figures 1 et 2.The 3-axis articulated arm allows the extruder 3 to be displaced in translation along the X (abscissa), Y (ordinate) and Z (rib) axes of a Cartesian coordinate system, or orthonormal coordinate system. The outlet nozzle of the extruder 3 remains oriented vertically, to keep the direction of extrusion perpendicular to the surface of the plate 7. A 3-axis articulated arm makes it possible to produce relatively complex structures, in 2D or 3D, with one or more curved contours, like those illustrated in Figures 1 and 2.
Le bras articulé 6 axes, en plus des translations précitées, permet en outre une rotation de l’extrudeuse 3 selon chacun des axes X, Y et Z. La buse de sortie de l’extrudeuse 3 peut ainsi être orientée dans n’importe quelle position, ce qui est un avantage lorsque la structure de décor 1 a une forme particulièrement complexe.The articulated arm 6 axes, in addition to the aforementioned translations, also allows rotation of the extruder 3 along each of the axes X, Y and Z. The outlet nozzle of the extruder 3 can thus be oriented in any position, which is an advantage when the decor structure 1 has a particularly complex shape.
Le bras robotisé 2 de la figure 9 comprend : une base 21 montée mobile en rotation selon un axe vertical sur un socle 20 ; un bras principal 22 monté mobile en rotation selon un axe horizontal sur la base 21 ; un avant-bras 23 monté mobile en rotation selon un axe horizontal sur le bras principal 22. Une articulation permet d’assembler une tête d'accouplement 24 à l'extrémité de l’avant-bras 23, laquelle tête coopère avec un organe d'accouplement 30 de l’extrudeuse 3.The robotic arm 2 of FIG. 9 comprises: a base 21 mounted mobile in rotation about a vertical axis on a base 20; a main arm 22 mounted mobile in rotation about a horizontal axis on the base 21; a forearm 23 mounted mobile in rotation about a horizontal axis on the main arm 22. A joint makes it possible to assemble a coupling head 24 at the end of the forearm 23, which head cooperates with a member d coupling 30 of the extruder 3.
- 17Les liaisons entre la base 21 et le socle 20, entre le bras principal 22 et la base 21, entre l’avant-bras 23 et le bras principal 22, et entre l’avant-bras 23 et la tête d'accouplement 24, forment les articulations du bras robotisé 2.- 17 The connections between the base 21 and the base 20, between the main arm 22 and the base 21, between the forearm 23 and the main arm 22, and between the forearm 23 and the coupling head 24 , form the joints of the robotic arm 2.
Des moyens d’actionnement, du type vérins V et/ou moteurs rotatifs M, disposés au niveau de ces articulations, produisent des mouvements de translation et éventuellement de rotation de l’extrudeuse 3.Actuation means, of the type V cylinders and / or rotary motors M, arranged at these articulations, produce translational and possibly rotational movements of the extruder 3.
Les mouvements du bras robotisé 2 sont pilotés par une unité de gestion électronique 25. Cette unité de gestion 25 se présente notamment sous la forme d’un ordinateur portable ou fixe, pourvu notamment d’un processeur, microprocesseur ou CPU (pour Central Processing Unit) et d’une mémoire, dans laquelle est enregistré un logiciel dont les instructions, lorsqu’elles sont exécutées par le processeur, microprocesseur ou CPU, permettent de commander le déplacement de l’extrudeuse 3 dans l’espace.The movements of the robotic arm 2 are controlled by an electronic management unit 25. This management unit 25 is in particular in the form of a portable or stationary computer, provided in particular with a processor, microprocessor or CPU (for Central Processing Unit ) and a memory, in which software is stored, the instructions of which, when executed by the processor, microprocessor or CPU, make it possible to control the movement of the extruder 3 in space.
Le terme « logiciel» peut être compris comme : application informatique, programmes informatiques ou software. Par souci de clarté, il faut comprendre au sens de l’invention que « le bras robotisé 2 fait quelque chose » signifie « le logiciel exécuté par le processeur, microprocesseur ou CPU de l’unité de gestion électronique 25 fait quelque chose ».The term "software" can be understood as: computer application, computer programs or software. For the sake of clarity, it should be understood in the sense of the invention that "the robotic arm 2 does something" means "the software executed by the processor, microprocessor or CPU of the electronic management unit 25 does something".
Le déplacement de l’extrudeuse 3 selon une trajectoire prédéfinie, permet de fabriquer une structure de décor 1 par ajout de matière (fabrication additive), et plus particulièrement par un ou plusieurs cordons de matière thermoplastique extrudée qui s’empilent en couches. Ces couches peuvent être empilées les unes au dessus des autres et/ou les unes à côté des autres. Cet empilement crée le volume de la structure 1. La trajectoire de l’extrudeuse 3 selon les axes X et Y, et éventuellement Z, permet de réaliser les contours courbes de la structure 1.The displacement of the extruder 3 according to a predefined trajectory makes it possible to manufacture a decor structure 1 by adding material (additive manufacturing), and more particularly by one or more cords of extruded thermoplastic material which are stacked in layers. These layers can be stacked on top of each other and / or next to each other. This stack creates the volume of the structure 1. The trajectory of the extruder 3 along the axes X and Y, and possibly Z, makes it possible to produce the curved contours of the structure 1.
La figure 10 schématise un cordon 300 qui s’empile sur trois couches 84, 81, et 85 superposées les unes au dessus des autres. Les flèches à droite de la figure illustrent la trajectoire de l’extrudeuse 3. Le cordon 300 est déposé selonFigure 10 shows schematically a cord 300 which is stacked on three layers 84, 81, and 85 superimposed one above the other. The arrows to the right of the figure illustrate the trajectory of the extruder 3. The bead 300 is deposited according to
- 18une première ligne « 84 » rectiligne ou courbe, sur la surface du plateau 7. Pour former la couche « 81 », le cordon 300 vient se repositionner par-dessus la première ligne « 84 » et se solidarise - par collage - à celle-ci lors du refroidissement de la matière thermoplastique. L’autre ligne 85 vient se solidariser de la même manière à ce qui a été déposé au préalable. En intercalant les couches conductrices 82 et 83, on obtient la structure composite 8 de la figure 3a. La structure de décor 1 est donc ici réalisée par un seul et même cordon 300 que l’on extrude selon une trajectoire dans l’espace et qui s’empile par couches successives. On peut continuer à extruder le cordon 300 par-dessus les sources lumineuses 100 installées dans la structure composite 8, de sorte que ces dernières soient enrobées dans de la matière thermoplastique.- 18a first straight or curved line “84” on the surface of the plate 7. To form the layer “81”, the bead 300 is repositioned over the first line “84” and is joined - by gluing - to that -when cooling the thermoplastic material. The other line 85 comes to join in the same way as what was previously deposited. By inserting the conductive layers 82 and 83, the composite structure 8 of FIG. 3a is obtained. The decoration structure 1 is therefore here produced by a single cord 300 which is extruded along a trajectory in space and which is stacked in successive layers. The bead 300 can continue to be extruded over the light sources 100 installed in the composite structure 8, so that the latter are coated in thermoplastic material.
En pratique, un concepteur dessine la structure de décor 1 grâce à un outil de conception assistée par ordinateur (CAO). Le fichier obtenu est traité par le logiciel enregistré dans la mémoire de l’unité de gestion 25, qui organise le découpage en tranches des différentes couches nécessaires à la réalisation de la structure. Le bras robotisé 2 est piloté selon ce découpage en tranche, de sorte que l’extrudeuse 3 dépose le cordon 300 couche par couche, jusqu'à obtenir la structure de décor 1 finale. La structure de décor 1 est ainsi obtenue de manière rapide, précise et avec une répétabilité optimale.In practice, a designer draws the decor structure 1 using a computer-aided design (CAD) tool. The file obtained is processed by the software stored in the memory of the management unit 25, which organizes the slicing of the different layers necessary for the realization of the structure. The robotic arm 2 is controlled according to this slicing cut, so that the extruder 3 deposits the bead 300 layer by layer, until the final decor structure 1 is obtained. The decor structure 1 is thus obtained quickly, precisely and with optimal repeatability.
Sur la figure 9, la matière thermoplastique se présente sous la forme de granulés 6 stockés dans un réservoir 60. Un conduit 61, pourvu d’une pompe 62, permet d’aspirer les granulés 6 pour les transporter jusque dans l’extrudeuse 3. Cette dernière est pourvue d’une vis sans fin 31 permettant d’amener la matière thermoplastique jusqu’à une buse de sortie 33. Une ou plusieurs résistances chauffantes 32 sont installées autour de la vis sans fin 31 pour chauffer les granulés 6 de sorte qu’un cordon pâteux sorte de la buse 33. Les dimensions de cette dernière, notamment son diamètre, sont adaptées pour créer un cordon 300 d’un diamètre compris entre 4 mm et 7 mm.In FIG. 9, the thermoplastic material is in the form of granules 6 stored in a tank 60. A conduit 61, provided with a pump 62, makes it possible to suck up the granules 6 to transport them to the extruder 3. The latter is provided with an endless screw 31 making it possible to bring the thermoplastic material to an outlet nozzle 33. One or more heating resistors 32 are installed around the endless screw 31 to heat the granules 6 so that 'a pasty bead comes out of the nozzle 33. The dimensions of the latter, in particular its diameter, are adapted to create a bead 300 with a diameter between 4 mm and 7 mm.
- 19Le bras robotisé 2 est par exemple piloté de sorte que la vitesse de déplacement de l’extrudeuse 3 soit compris entre 50 mm/s et 110 mm/s, cette vitesse dépendant notamment de la matière utilisée, de sa fluidité et du diamètre de la buse 33.The robotic arm 2 is for example controlled so that the speed of movement of the extruder 3 is between 50 mm / s and 110 mm / s, this speed depending in particular on the material used, its fluidity and the diameter of nozzle 33.
La structure composite 8 dans laquelle sont installées les sources lumineuses 100 forme tout ou partie de la structure de décor 1.The composite structure 8 in which the light sources 100 are installed forms all or part of the decor structure 1.
Sur la figure 1, les sources lumineuses 100 sont installées uniquement dans les branches 1a et 1b de la volute. Deux cas de conception sont envisageables.In FIG. 1, the light sources 100 are installed only in the branches 1a and 1b of the volute. Two design cases are possible.
Dans le premier cas, seules les branches supérieure 1a et inférieure 1b de la volute sont formées par la structure composite 8, laquelle est par exemple constituée par un empilement de trois couches isolantes entre lesquelles sont interposées deux couches conductrices comme illustré sur la figure 10. Le flocon 1c est quant à lui formé par simple empilement de trois couches isolantes, sans couche conductrice. Cette conception permet de diminuer les coûts de fabrication dans la mesure où l’emploi des couches conductrices est limité aux seules branches de la volute.In the first case, only the upper 1a and lower 1b branches of the volute are formed by the composite structure 8, which is for example constituted by a stack of three insulating layers between which two conductive layers are interposed as illustrated in FIG. 10. The flake 1c is itself formed by simple stacking of three insulating layers, without a conductive layer. This design reduces manufacturing costs since the use of conductive layers is limited to only the branches of the volute.
Dans le deuxième cas, la structure composite 8 forme l’ensemble de la structure de décor 1, c’est-à-dire que non seulement les branches 1a et 1b de la volute, mais également le flocon 1c, sont constitués par un empilement de trois couches isolantes entre lesquelles sont interposées deux couches conductrices comme illustré sur la figure 10. Cette conception est plus simple à réaliser que la précédente dans la mesure où le processus de dépose des couches conductrices peut être réalisé en continu, sans qu’il n’y ait d’interruption au niveau du flocon 1c. En outre, un seul connecteur permet d’alimenter électriquement les deux branches 1a et 1b. Dans le premier cas, il est nécessaire d’employer deux connecteurs (un par branche).In the second case, the composite structure 8 forms the whole of the decoration structure 1, that is to say that not only the branches 1a and 1b of the volute, but also the flake 1c, are constituted by a stack of three insulating layers between which two conductive layers are interposed as illustrated in FIG. 10. This design is simpler to carry out than the previous one insofar as the process of depositing the conductive layers can be carried out continuously, without it 'there is an interruption at the level of the snowflake 1c. In addition, a single connector makes it possible to supply the two branches 1a and 1b electrically. In the first case, it is necessary to use two connectors (one per branch).
Sur la figure 2, les sources lumineuses sont installées dans toute la structure de décor 1. La structure composite 8 est dans ce cas enroulée en héliceIn FIG. 2, the light sources are installed throughout the decor structure 1. The composite structure 8 is in this case wound in a helix
-20depuis la base du sapin stylisé jusqu’à son sommet et forme l’ensemble de la structure de décor 1.-20from the base of the stylized fir tree to its top and forms the entire decor structure 1.
Les figures 5a, 5b et 5c illustrent différentes étapes permettant de réaliser la structure composite multicouche de la figure 3a, par exemple pour la conception au moins des branches 1a et 1b de la volute de la structure de décor 1 de la figure 1 ou pour la conception de l’ensemble de la structure de décor 1 de la figure 2.FIGS. 5a, 5b and 5c illustrate different stages making it possible to produce the multilayer composite structure of FIG. 3a, for example for the design at least of the branches 1a and 1b of the scroll of the decor structure 1 of FIG. 1 or for the design of the entire decoration structure 1 of FIG. 2.
Les couches isolantes 84, 81,85 sont obtenues par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de l’extrudeuse 3. Les couches conductrices sont formées par un film électriquement conducteur, par exemple un film de cuivre ou d’aluminium.The insulating layers 84, 81, 85 are obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through the extruder 3. The conductive layers are formed by an electrically conductive film, for example a copper or aluminum film. .
Un dévidoir 4 est avantageusement utilisé pour dévider le film conducteur. Ce dévidoir 4 est solidarisé au bras robotisé 2 de sorte qu’il se déplace en même temps que l’extrudeuse 3 et selon la même trajectoire. Le dévidoir 4 comprend un caisson 40, compartimenté ou pas, avantageusement réalisé en tôles pliées et/ou assemblées. Le caisson 40 contient un enrouleur 410 sur lequel est enroulé le film 80. Un mécanisme entraîne le film 80 vers une sortie du dévidoir 4, laquelle sortie peut être conformée de manière à orienter le film selon une direction souhaitée. Le mécanisme d’entrainement peut être constitué de roues ou galets d’entrainement 420 entre lesquels le film est en prise. Lorsque les roues ou galets 420 sont mis en rotation, ils exercent une force de traction sur le film 80 tendant à le dérouler et forcer son extraction du caisson 40 par la sortie. La mise en rotation des roues ou galets 420 est préférentiellement réalisée au moyen d’un ou plusieurs moteurs électriques (non représentés) commandés par l’unité de gestion 25. Un moyen de découpe (non représenté), par exemple du type à lames coupantes, est installé au niveau de la sortie du caisson 40, après les roues ou galets d’entrainement 420. Ce moyen de découpe permet, le cas échéant, de couper le film à un instant donné. Son actionnement est également commandé par l’unité de gestion 25.A reel 4 is advantageously used to unwind the conductive film. This reel 4 is secured to the robotic arm 2 so that it moves at the same time as the extruder 3 and according to the same trajectory. The reel 4 comprises a box 40, compartmentalized or not, advantageously made of folded and / or assembled sheets. The box 40 contains a reel 410 on which the film 80 is wound. A mechanism drives the film 80 towards an outlet of the reel 4, which outlet can be shaped so as to orient the film in a desired direction. The drive mechanism may consist of wheels or drive rollers 420 between which the film is engaged. When the wheels or rollers 420 are rotated, they exert a tensile force on the film 80 tending to unwind it and force its extraction from the box 40 by the outlet. The rotation of the wheels or rollers 420 is preferably carried out by means of one or more electric motors (not shown) controlled by the management unit 25. A cutting means (not shown), for example of the cutting blade type , is installed at the outlet of the box 40, after the wheels or drive rollers 420. This cutting means makes it possible, if necessary, to cut the film at a given instant. Its actuation is also controlled by the management unit 25.
Sur la figure 5a, la première couche isolante 84 est obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de l’extrudeuse 3. Cette extrusion est réalisée pendant le déplacement de l’extrudeuse 3 par le bras robotisé 2, le long d’une trajectoire coïncidant avec la forme de la première couche constitutive de la structure de décor 1, par exemple la volute et le flocon de la figure 1. Cette trajectoire est courbe et située dans un plan horizontal (X, Y).In FIG. 5a, the first insulating layer 84 is obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through the extruder 3. This extrusion is carried out during the movement of the extruder 3 by the robotic arm 2, the along a trajectory coinciding with the shape of the first constituent layer of the decoration structure 1, for example the volute and the snowflake of FIG. 1. This trajectory is curved and located in a horizontal plane (X, Y).
Pour former la première couche conductrice 82, le film 80 est dévidé en continu le long d’une trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse 3 lorsque celle-ci extrude le cordon de la première couche isolante 84 constitutive de la structure de décor 1 (ex : volute et flocon de la figure 1). Le dévidage du film 80 et l’extrusion de la première couche isolante 84 sont synchronisés, ces deux opérations étant réalisées concomitamment. Le film 80 est ainsi déposé sur la première couche isolante 84, en même temps que l’extrusion de cette dernière. Le cordon formant la première couche isolante 84 étant encore à l’état pâteux lors de la dépose du film 80, celui-ci se solidarise à ladite couche par un phénomène de collage.To form the first conductive layer 82, the film 80 is continuously unwound along a trajectory coinciding with the trajectory of the extruder 3 when the latter extrudes the bead of the first insulating layer 84 constituting the decor structure 1 (ex: volute and flake of figure 1). The unwinding of the film 80 and the extrusion of the first insulating layer 84 are synchronized, these two operations being carried out simultaneously. The film 80 is thus deposited on the first insulating layer 84, at the same time as the extrusion of the latter. Since the bead forming the first insulating layer 84 is still in the pasty state when the film 80 is deposited, the latter is joined to said layer by a bonding phenomenon.
Dans une variante de réalisation, le film 80 n’est dévidé que le long d’une trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse 3 lorsque celle-ci extrude le cordon de la première couche isolante 84 de la structure composite 8. Dans le cas de la figure 1, le film 80 n’est pas dévidé au niveau de la portion du cordon formant la première couche du flocon de neige stylisé. Le film 80 est donc globalement dévidé de manière discontinue dans la première couche de la structure de décor 1 : le film 80 est d’abord dévidé dans la première couche de la branche supérieure 1a de la volute, en même temps que l’extrusion de cette dernière ; puis la première couche du flocon est extrudée sans que le film 80 soit dévidé dans cette partie du décor ; le film 80 est enfin dévidé dans la première couche de la branche inférieure 1b de la volute, en même temps que l’extrusion de cette dernière. Le film 80 est dans ce cas coupé et n’est plus dévidé lorsque l’extrudeuse 3 extrude le cordon de la première couche du flocon de neige stylisé.In an alternative embodiment, the film 80 is only unwound along a trajectory coinciding with the trajectory of the extruder 3 when the latter extrudes the bead of the first insulating layer 84 from the composite structure 8. In the in Figure 1, the film 80 is not unwound at the portion of the cord forming the first layer of the stylized snowflake. The film 80 is therefore generally unwound discontinuously in the first layer of the decor structure 1: the film 80 is first unwound in the first layer of the upper branch 1a of the volute, at the same time as the extrusion of the latter; then the first layer of the flake is extruded without the film 80 being unwound in this part of the decoration; the film 80 is finally unwound in the first layer of the lower branch 1b of the volute, at the same time as the extrusion of the latter. The film 80 is in this case cut and is no longer unwound when the extruder 3 extrudes the cord from the first layer of the stylized snowflake.
En se rapportant à la figure 5b, la deuxième couche isolante 81 et la deuxième couche conductrice 83 sont obtenues de la même manière, pendant le déplacement de l’extrudeuse 3 le long d’une trajectoire coïncidant avec la forme de la deuxième couche constitutive de la structure de décor 1. L’extrusion de la deuxième couche isolante 81 est maintenant réalisée sur le film 80 formant la première couche conductrice 82. Pour former la deuxième couche conductrice 83, le film 80 peut être dévidé de manière continue tout le long du déplacement de l’extrudeuse 3, ou de manière discontinue, uniquement pendant le déplacement de l’extrudeuse 3 le long de la trajectoire coïncidant avec celle de la structure composite 8. En tout état de cause, le dévidage du film 80 et l’extrusion de la deuxième couche isolante 81 sont synchronisés, ces deux opérations étant réalisées concomitamment.Referring to FIG. 5b, the second insulating layer 81 and the second conductive layer 83 are obtained in the same way, during the movement of the extruder 3 along a path coinciding with the shape of the second constituent layer of the decor structure 1. The extrusion of the second insulating layer 81 is now carried out on the film 80 forming the first conductive layer 82. To form the second conductive layer 83, the film 80 can be unwound continuously all along the displacement of the extruder 3, or discontinuously, only during the displacement of the extruder 3 along the trajectory coinciding with that of the composite structure 8. In any event, the unwinding of the film 80 and the extrusion of the second insulating layer 81 are synchronized, these two operations being carried out concomitantly.
La figure 5c illustre l’extrusion de la troisième couche isolante 85, pendant le déplacement de l’extrudeuse 3 le long d’une trajectoire coïncidant avec la forme de la troisième couche constitutive de la structure de décor 1. L’extrusion de la troisième couche isolante 85 est réalisée sur le film 80 formant la deuxième couche conductrice 83. Le film 80 n’est pas dévidé lors de l’extrusion de la couche isolante 85.FIG. 5c illustrates the extrusion of the third insulating layer 85, during the displacement of the extruder 3 along a trajectory coinciding with the shape of the third layer constituting the decor structure 1. The extrusion of the third insulating layer 85 is produced on the film 80 forming the second conductive layer 83. The film 80 is not unwound during the extrusion of the insulating layer 85.
Les figures 6a, 6b et 6c illustrent différentes étapes permettant de réaliser la structure composite multicouche de la figure 3b, par exemple pour la conception au moins des branches 1a et 1b de la volute de la structure de décor 1 de la figure 1 ou pour la conception de l’ensemble de la structure de décor 1 de la figure 2.FIGS. 6a, 6b and 6c illustrate different steps enabling the multilayer composite structure of FIG. 3b to be produced, for example for the design of at least the branches 1a and 1b of the scroll of the decor structure 1 of FIG. 1 or for the design of the entire decoration structure 1 of FIG. 2.
La couche isolante 81 est obtenue par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique au travers de l’extrudeuse 3. Les couches conductrices 82 et 83 sont formées par extrusion à chaud d’un cordon de matière thermoplastique mélangée, avant extrusion, à des paillettes ou à de la poudre métallique (ci-après la « matière thermoplastique conductrice »). Il s’agit d’un complexe métal/matière thermoplastique.The insulating layer 81 is obtained by hot extrusion of a bead of thermoplastic material through the extruder 3. The conductive layers 82 and 83 are formed by hot extrusion of a bead of mixed thermoplastic material, before extrusion, with glitter or metallic powder (hereinafter "conductive thermoplastic material"). It is a metal / thermoplastic material complex.
Pour extruder les couches conductrices 82, 83, on utilise une deuxième extrudeuse 3’. Les deux extrudeuses 3, 3’ sont de conception similaire, commandées par l’unité de gestion 25, et forment avantageusement un ensemble unitaire solidarisé au bras robotisé 2. Les deux extrudeuses 3 et 3’ se déplacent donc en même temps et selon la même trajectoire. La deuxième extrudeuse 3’ est toutefois reliée à un autre réservoir de granulés de matière thermoplastique mélangés à des paillettes ou à de la poudre métallique.To extrude the conductive layers 82, 83, a second 3 ’extruder is used. The two extruders 3, 3 'are of similar design, controlled by the management unit 25, and advantageously form a unitary unit secured to the robotic arm 2. The two extruders 3 and 3' therefore move at the same time and according to the same path. The second 3 ’extruder is however connected to another reservoir of thermoplastic granules mixed with flakes or metallic powder.
-23Sur la figure 6a, la première couche conductrice 82 est obtenue par extrusion à chaud du cordon de matière thermoplastique conductrice sur le support 7, au travers de la deuxième extrudeuse 3’. Cette extrusion est réalisée pendant le déplacement des extrudeuses 3 et 3’ par le bras robotisé 2, le long d’une trajectoire coïncidant avec la forme de la première couche constitutive de la structure de décor 1, par exemple la volute et le flocon de la figure 1. Cette trajectoire est courbe et située dans un plan horizontal (X, Y). La première extrudeuse 3 n’est pas activée de sorte qu’aucun cordon n’est extrudé par cette dernière.In FIG. 6a, the first conductive layer 82 is obtained by hot extrusion of the bead of conductive thermoplastic material on the support 7, through the second extruder 3 ’. This extrusion is carried out during the movement of the extruders 3 and 3 ′ by the robotic arm 2, along a trajectory coinciding with the shape of the first layer constituting the decor structure 1, for example the volute and the flake of the figure 1. This trajectory is curved and located in a horizontal plane (X, Y). The first extruder 3 is not activated so that no cord is extruded from it.
En se rapportant à la figure 6b, la couche isolante 81 est obtenue par extrusion à chaud du cordon de matière thermoplastique au travers de la première extrudeuse 3, pendant le déplacement des extrudeuses 3 et 3’ le long d’une trajectoire coïncidant avec la forme de la deuxième couche constitutive de la structure de décor 1. L’extrusion de la couche isolante 81 est réalisée sur la première couche conductrice 82, préférentiellement lorsque le cordon formant ladite première conductrice 82 est encore à l’état pâteux, de sorte que lesdites couches 81, 82 se solidarisent ensemble par un phénomène de collage. La deuxième extrudeuse 3’ n’est pas activée de sorte qu’aucun cordon n’est extrudé par cette dernière.Referring to FIG. 6b, the insulating layer 81 is obtained by hot extrusion of the bead of thermoplastic material through the first extruder 3, during the movement of the extruders 3 and 3 ′ along a trajectory coinciding with the shape of the second constituent layer of the decor structure 1. The insulating layer 81 is extruded on the first conductive layer 82, preferably when the bead forming said first conductor 82 is still in a pasty state, so that said layers 81, 82 join together by a bonding phenomenon. The second extruder 3 ’is not activated so that no cord is extruded through it.
La figure 6c illustre l’extrusion de la deuxième couche conductrice 83 au travers de la deuxième extrudeuse 3’, pendant le déplacement des extrudeuses 3 et 3’ le long d’une trajectoire coïncidant avec la forme de la troisème couche constitutive de la structure de décor 1. L’extrusion de la couche conductrice 83 est réalisée sur la couche isolante 81, préférentiellement lorsque le cordon formant ladite couche isolante 81 est encore à l’état pâteux, de sorte que lesdites couches 83, 81 se solidarisent ensemble par un phénomène de collage. La première extrudeuse 3 n’est pas activée de sorte qu’aucun cordon n’est extrudé par cette dernière.FIG. 6c illustrates the extrusion of the second conductive layer 83 through the second extruder 3 ′, during the displacement of the extruders 3 and 3 ′ along a trajectory coinciding with the shape of the third layer constituting the structure of decor 1. The conductive layer 83 is extruded on the insulating layer 81, preferably when the bead forming said insulating layer 81 is still in a pasty state, so that said layers 83, 81 join together by a phenomenon lift-off. The first extruder 3 is not activated so that no cord is extruded from it.
Dans ce mode de réalisation, une couche isolante peut être extrudée par la première extrudeuse 3 préalablement à l’extrusion de la première coucheIn this embodiment, an insulating layer can be extruded by the first extruder 3 prior to the extrusion of the first layer
-24conductrice 82. De même, une couche isolante peut être extrudée par la première extrudeuse 3 après l’extrusion de la deuxième couche conductrice 83.Conductive 82. Likewise, an insulating layer can be extruded by the first extruder 3 after the extrusion of the second conductive layer 83.
Dans ce mode de réalisation, la structure composite constitue l’ensemble de la structure de décor 1. Dans une variante de réalisation, les couches conductrices 82, 83 ne sont extrudées que le long d’une trajectoire coïncidant avec la trajectoire des extrudeuses 3, 3’ lorsque celles-ci extrudent la structure composite. Dans le cas de la figure 1, les couches conductrices 82, 83 ne sont pas extrudées au niveau des couches formant le flocon de neige stylisé. Pour compléter les couches à ce niveau de la structure de décor 1, l’extrudeuse 3 prend le relais en extrudant des cordons de matière thermoplastique en lieu est place des cordons de matière thermoplastique conductrice. Les couches conductrices 82, 83 sont donc globalement extrudées de manière discontinue.In this embodiment, the composite structure constitutes the whole of the decor structure 1. In an alternative embodiment, the conductive layers 82, 83 are only extruded along a trajectory coinciding with the trajectory of the extruders 3, 3 'when these extrude the composite structure. In the case of FIG. 1, the conductive layers 82, 83 are not extruded at the level of the layers forming the stylized snowflake. To complete the layers at this level of the decor structure 1, the extruder 3 takes over by extruding cords of thermoplastic material instead of cords of conductive thermoplastic material. The conductive layers 82, 83 are therefore generally extruded discontinuously.
Dans une autre variante de réalisation, la couche isolante 81 est formée par un film électriquement isolant déposé sur la première couche conductrice 82. La deuxième couche conductrice 83 est ensuite extrudée sur le film formant la couche isolante 81. Ce film, par exemple en plastique, peut être dévidé sur la couche conductrice 82 au moyen d’un dévidoir et selon un processus identique à ceux décrits précédemment en référence aux figures 5a à 5c.In another alternative embodiment, the insulating layer 81 is formed by an electrically insulating film deposited on the first conductive layer 82. The second conductive layer 83 is then extruded on the film forming the insulating layer 81. This film, for example made of plastic , can be unwound on the conductive layer 82 by means of a reel and according to a process identical to those described above with reference to FIGS. 5a to 5c.
Conformément à l’invention, les sources lumineuses 100 sont installées en enfonçant leurs broches 102, 103 dans la structure composite 8, lorsque le ou les cordons extrudés se trouvent dans un état pâteux. Dans une structure composite 8 du type illustré sur les figures 3a, 5a, 5b et 5c, les sources lumineuses 100 sont installées lors de l’extrusion de la troisième couche isolante 85. Dans une structure composite 8 du type illustré sur les figures 3b, 6a, 6b et 6c, les sources lumineuses 100 sont installées lors de l’extrusion de la deuxième couche conductrice 83.According to the invention, the light sources 100 are installed by driving their pins 102, 103 into the composite structure 8, when the extruded bead or cords are in a pasty state. In a composite structure 8 of the type illustrated in FIGS. 3a, 5a, 5b and 5c, the light sources 100 are installed during the extrusion of the third insulating layer 85. In a composite structure 8 of the type illustrated in FIGS. 3b, 6a, 6b and 6c, the light sources 100 are installed during the extrusion of the second conductive layer 83.
Les étapes de l’installation des sources lumineuses 100 dans la structure composite 8 de la figure 3a sont schématisées sur les figures 7a et 7b. Un outil 5 est avantageusement utilisé pour enfoncer automatiquement les sourcesThe steps for installing the light sources 100 in the composite structure 8 of FIG. 3a are shown diagrammatically in FIGS. 7a and 7b. A tool 5 is advantageously used to automatically insert the sources
-25lumineuses 100. Cet outil d’enfoncement 5 est solidarisé au bras robotisé 2 de sorte qu’il se déplace en même temps que l’extrudeuse 3, et que le dévidoir 4, et selon la même trajectoire. L’outil 5 comprend un caisson 50 avantageusement réalisé en tôles pliées et/ou assemblées. Sur la figure 8, le caisson 50 contient un barillet rotatif (ou magasin) 51 dans lequel sont logées plusieurs sources lumineuses 100. Un poste de chargement 52 permet de remplir le barillet 51 avec les sources lumineuses 100. Un poste d’extraction 53 permet d’extraire les sources lumineuses 100 du barillet 51 pour leur enfoncement dans la structure composite 8. Sur les figures 7a et 7b, ce poste d’extraction comprend un actionneur 530 du type à piston hydraulique ou pneumatique. Cet actionneur 530 exerce une force de poussée sur les sources lumineuses 100, laquelle force tend à expulser lesdites sources hors du caisson 50. La mise en rotation du barillet 51 et l’actionnement de l’actionneur 530 sont commandés par l’unité de gestion 25.-25 luminescent 100. This driving tool 5 is secured to the robotic arm 2 so that it moves at the same time as the extruder 3, and that the reel 4, and according to the same trajectory. The tool 5 comprises a box 50 advantageously made of folded and / or assembled sheets. In FIG. 8, the box 50 contains a rotary barrel (or magazine) 51 in which several light sources 100 are housed. A loading station 52 makes it possible to fill the barrel 51 with the light sources 100. An extraction station 53 allows extracting the light sources 100 from the barrel 51 for their insertion into the composite structure 8. In FIGS. 7a and 7b, this extraction station comprises an actuator 530 of the hydraulic or pneumatic piston type. This actuator 530 exerts a pushing force on the light sources 100, which force tends to expel said sources out of the box 50. The rotation of the barrel 51 and the actuation of the actuator 530 are controlled by the management unit 25.
L’enfoncement des sources lumineuses 100 dans la structure composite 8, est réalisé pendant le déplacement de l’extrudeuse 3, lorsque le ou les cordons extrudés 85, 81, 84 se trouvent dans un état pâteux. Les broches 102, 103 peuvent ainsi s’enfoncer aisément dans les différentes couches de la structure composite 8. Sur les figures 7a et 7b, les sources lumineuses 100 sont installées à intervalles réguliers (ou pas), le long d’une trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse 3 lorsque celle-ci extrude le cordon 85. Les étapes d’enfoncement et d’extrusion sont ici synchronisées de sorte que l’extrusion du cordon 85 et l’enfoncement des sources lumineuses 100 soient réalisés de manière concomitante, lors du déplacement de l’extrudeuse 3 le long de ladite trajectoire. Par synchronisation, on entend non seulement que l’outil d’enfoncement 5 et l’extrudeuse 3 se déplacent concomitamment le long de la même trajectoire, mais également que la fréquence d’expulsion des sources lumineuses 100 est réglée en fonction de la vitesse de déplacement de l’extrudeuse 3. La fréquence d’expulsion des sources lumineuses 100 est notamment contrôlée par l’unité de gestion 25.The insertion of the light sources 100 into the composite structure 8 is carried out during the movement of the extruder 3, when the extruded bead or cords 85, 81, 84 are in a pasty state. The pins 102, 103 can thus easily sink into the different layers of the composite structure 8. In FIGS. 7a and 7b, the light sources 100 are installed at regular intervals (or not), along a trajectory coinciding with the trajectory of the extruder 3 when the latter extrudes the cord 85. The insertion and extrusion steps are here synchronized so that the extrusion of the cord 85 and the insertion of the light sources 100 are carried out concomitantly , during the movement of the extruder 3 along said trajectory. By synchronization, it is meant not only that the driving-in tool 5 and the extruder 3 move concomitantly along the same trajectory, but also that the frequency of expulsion of the light sources 100 is adjusted as a function of the speed of displacement of the extruder 3. The frequency of expulsion of the light sources 100 is in particular controlled by the management unit 25.
-26Différentes techniques permettent de maintenir le ou les cordons extrudés 85, 81, 84 dans un état pâteux. En pratique, les cordons extrudés ne se solidifient qu’au bout de quelques minutes. Donc, si la dernière couche 85 est extrudée dans un intervalle de temps où la première couche extrudée 84 est encore dans un état pâteux, les broches 102, 103 peuvent facilement s’enfoncer dans les différentes couches 85, 81 et 84 et transpercer les couches 82 et 83. Une autre technique consiste à chauffer le support 7, par exemple au moyen de résistances électriques, de sorte que sa température permette de maintenir les deux premières couches extrudées 84 et 81 dans un état pâteux. Une troisième technique consiste à installer le support 7 et le bras robotisé 2 dans une enceinte close et chauffée à une température permettant de maintenir les deux premières couches extrudées 84 et 81 dans un état pâteux.-26Different techniques make it possible to maintain the extruded cord (s) 85, 81, 84 in a pasty state. In practice, extruded cords only solidify after a few minutes. So, if the last layer 85 is extruded in a time interval where the first extruded layer 84 is still in a pasty state, the pins 102, 103 can easily sink into the different layers 85, 81 and 84 and pierce the layers 82 and 83. Another technique consists in heating the support 7, for example by means of electrical resistances, so that its temperature makes it possible to maintain the first two extruded layers 84 and 81 in a pasty state. A third technique consists in installing the support 7 and the robotic arm 2 in a closed enclosure heated to a temperature making it possible to maintain the first two extruded layers 84 and 81 in a pasty state.
Lorsque la matière thermoplastique est refroidie et durcit, les sources lumineuses 100 se solidarisent au(x) cordon(s) extrudé(s), en étant parfaitement maintenues en position dans la structure composite 8.When the thermoplastic material is cooled and hardens, the light sources 100 join to the extruded bead (s), being perfectly held in position in the composite structure 8.
Sur les figures 7a, 7b, 8 et 9, l’outil 5 est solidarisé au bras robotisé 2 de sorte qu’il se déplace en même temps que l’extrudeuse 3 (et que le dévidoir 4 ou la deuxième extrudeuse 3’) et selon la même trajectoire. On s’assure ainsi que ces éléments se déplacent concomitamment le long de la même trajectoire.In FIGS. 7a, 7b, 8 and 9, the tool 5 is secured to the robotic arm 2 so that it moves at the same time as the extruder 3 (and that the reel 4 or the second extruder 3 ') and along the same trajectory. This ensures that these elements move concomitantly along the same trajectory.
Dans la variante de réalisation de la figure 12, l’outil 5 (et éventuellement le dévidoir 4 ou la deuxième extrudeuse 3’) est installé sur un autre bras de manipulation robotisé 2’ qui est distinct du bras robotisé 2 sur lequel est fixée l’extrudeuse 3. Le bras robotisé 2’ peut être un bras articulé 3 axes ou 6 axes. En pratique, les deux bras robotisés 2 et 2’ sont identiques. Ils peuvent être pilotés par la même unité de gestion 25, ou par deux unités de gestion distinctes 25, 25’. Dans ce dernier cas, les deux unités de gestion 25 et 25’ communiquent avantageusement entre elles, via une liaison 250 filaire ou sans fil.In the alternative embodiment of FIG. 12, the tool 5 (and possibly the reel 4 or the second extruder 3 ′) is installed on another robotic manipulation arm 2 ′ which is separate from the robotic arm 2 on which the l 'extruder 3. The robotic arm 2' can be a 3-axis or 6-axis articulated arm. In practice, the two robotic arms 2 and 2 ’are identical. They can be managed by the same management unit 25, or by two separate management units 25, 25 ’. In the latter case, the two management units 25 and 25 'communicate advantageously with each other, via a wired or wireless link 250.
-27Cette configuration où l’outil 5 et l’extrudeuse 3 sont fixés sur leur propre moyen de déplacement, est susceptible d’offrir plusieurs avantages. En effet, chaque bras 2, 2’ est moins contraint car il supporte une charge moins lourde. On peut donc utiliser deux bras 2 et 2’ de dimensions plus réduites, et donc moins onéreux, comparativement à la solution illustrée sur la figure 9.-27This configuration where the tool 5 and the extruder 3 are fixed on their own means of movement, is likely to offer several advantages. Indeed, each arm 2, 2 ’is less constrained because it supports a lighter load. It is therefore possible to use two arms 2 and 2 ′ of smaller dimensions, and therefore less expensive, compared to the solution illustrated in FIG. 9.
Egalement, on peut faire pivoter la tête du bras robotisé 2’ indépendamment de celle du bras 2. La sortie de l’extrudeuse 3 peut ainsi être orientée de manière optimale, selon une orientation différente de l’outil 5 (ou du dévidoir 4 ou de la deuxième extrudeuse 3’), de sorte que les sources lumineuses 100 soient installées très précisément dans la structure composite 8, même si cette dernière a une forme complexe.Also, the head of the robotic arm 2 ′ can be pivoted independently of that of the arm 2. The output of the extruder 3 can thus be optimally oriented, according to a different orientation of the tool 5 (or of the reel 4 or of the second extruder 3 '), so that the light sources 100 are installed very precisely in the composite structure 8, even if the latter has a complex shape.
En outre, dans le cas de la figure 1, les sources lumineuses 100 ne sont pas installées dans toute la longueur de la structure de décor 1, mais seulement dans une ou plusieurs portions 1a, 1b de cette dernière. Hors des séquences d’enfoncement des sources lumineuses 100, il est donc possible d’écarter l’outil 5 (et éventuellement le dévidoir 4 ou la deuxième extrudeuse 3’) de la zone d’extrusion 7, pour laisser davantage d’espace au bras robotisé 2. Il est également possible de déplacer l’outil 5 (et éventuellement le dévidoir 4 ou la deuxième extrudeuse 3’) vers un autre poste de travail, pour installer des sources lumineuses 100 dans la structure composite d’une autre structure de décor 1. Un seul et même bras 2’ peut ainsi être utilisé pour la fabrication de plusieurs décors lumineux extrudés en même temps, mais sur différents postes.Furthermore, in the case of FIG. 1, the light sources 100 are not installed throughout the entire length of the decor structure 1, but only in one or more portions 1a, 1b of the latter. Outside the light source insertion sequences 100, it is therefore possible to separate the tool 5 (and possibly the reel 4 or the second extruder 3 ') from the extrusion zone 7, to leave more space for the robotic arm 2. It is also possible to move the tool 5 (and possibly the reel 4 or the second extruder 3 ') to another work station, to install light sources 100 in the composite structure of another structure of decor 1. A single arm 2 ′ can thus be used for the manufacture of several light decorations extruded at the same time, but on different stations.
En tout état de cause, le bras robotisé 2’ déplace l’outil 5 le long de la trajectoire coïncidant avec la trajectoire de l’extrudeuse 3 lorsque celle-ci extrude le ou les cordons de la structure composite 8. L’unité de gestion 25’ commande alors l’enfoncement des sources lumineuses 100 depuis l’outil 5, durant le déplacement dudit outil le long de cette trajectoire. On s’assure ainsi de la synchronisation de l’enfoncement des sources lumineuses 100 avec l’extrusion d’un cordon 300.In any event, the robotic arm 2 ′ moves the tool 5 along the trajectory coinciding with the trajectory of the extruder 3 when the latter extrudes the cord or cords of the composite structure 8. The management unit 25 'then controls the insertion of the light sources 100 from the tool 5, during the movement of said tool along this trajectory. This ensures synchronization of the insertion of the light sources 100 with the extrusion of a bead 300.
-28La figure 11 illustre une variante de réalisation où l’extrudeuse 3 est solidarisée à un chariot 8 qui est mobile selon les axes X, Y et Z d’un repère cartésien. Le chariot 8 est par exemple monté mobile sur une première glissière ou rail - 80 d’axe X. Cette première glissière est elle-même montée mobile sur une seconde glissière 81 d’axe Y.FIG. 11 illustrates an alternative embodiment where the extruder 3 is secured to a carriage 8 which is movable along the axes X, Y and Z of a Cartesian coordinate system. The carriage 8 is for example movably mounted on a first slide or rail - 80 of axis X. This first slide is itself movably mounted on a second slide 81 of axis Y.
Un mécanisme d’entrainement, par exemple du type à crémaillère ou à vérin, piloté par l’unité de gestion 25 précitée, permet de translater le chariot 8 sur la première glissière 80, et de translater ladite première glissière sur la seconde glissière 81. On peut ainsi déplacer longitudinalement et transversalement l’extrudeuse 3 par rapport à la surface du plateau 7.A drive mechanism, for example of the rack or jack type, controlled by the aforementioned management unit 25, makes it possible to translate the carriage 8 on the first slide 80, and to translate said first slide on the second slide 81. The extruder 3 can thus be moved longitudinally and transversely relative to the surface of the plate 7.
Le déplacement vertical de l’extrudeuse 3 (selon l’axe Z) est rendu possible en montant la seconde glissière 81 mobile en translation sur des guides verticaux 83. Un mécanisme d’entrainement, par exemple du type à crémaillère ou à vérin, piloté par l’unité de gestion 25 précitée, permet de translater la seconde glissière 81 le long des guides verticaux 83.The vertical movement of the extruder 3 (along the Z axis) is made possible by mounting the second slide 81 movable in translation on vertical guides 83. A drive mechanism, for example of the rack or jack type, controlled by the above-mentioned management unit 25, it is possible to translate the second slide 81 along the vertical guides 83.
Bien évidemment, l’outil 5, le dévidoir 4 ou la deuxième extrudeuse 3’ précités peuvent également être solidarisés au chariot 8. L’outil 5, le dévidoir 4 ou la deuxième extrudeuse 3’ peuvent également être solidarisés à un autre chariot similaire, comme décrit précédemment en référence à la figure 12.Obviously, the tool 5, the reel 4 or the second extruder 3 'mentioned above can also be secured to the carriage 8. The tool 5, the reel 4 or the second extruder 3' can also be secured to another similar carriage, as previously described with reference to Figure 12.
L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. En particulier :The arrangement of the various elements and / or means and / or stages of the invention, in the embodiments described above, should not be understood as requiring such an arrangement in all implementations. In any event, it will be understood that various modifications can be made to these elements and / or means and / or stages, without departing from the spirit and scope of the invention. In particular :
- La structure de décor 1 peut être réalisée par plusieurs cordons distincts de matière thermoplastique extrudée, lesquels cordons s’empilent les uns au dessus des autres et/ou les uns à côté des autres.- The decor structure 1 can be produced by several separate cords of extruded thermoplastic material, which cords stack one above the other and / or one next to the other.
- Les articulations du bras robotisé 2 peuvent être des articulations prismatiques pour les déplacements selon les axes X, Y, Z, et des articulations rotoïdes pour les rotations selon les axes X, Y, Z.- The joints of the robotic arm 2 can be prismatic joints for movements along the X, Y, Z axes, and rotoid joints for rotations along the X, Y, Z axes.
- L’enrouleur 410 peut être situé à l’extérieur du caisson 40 et/ou être déporté 5 du dévidoir 4 et du moyen d’entrainement 2, et être fixe.- The reel 410 can be located outside the box 40 and / or be offset 5 from the reel 4 and the drive means 2, and be fixed.
- On peut envisager de maintenir l’extrudeuse 3, 3’ fixe et de déplacer le plateau 7. C’est dans ce cas le plateau 7 qui est solidarisé à un moyen de déplacement du type moyen 2, 8 précité, le déplacement dudit plateau étant piloté par l’unité de gestion 25.- We can consider keeping the extruder 3, 3 'fixed and move the plate 7. It is in this case the plate 7 which is secured to a means of displacement of the above-mentioned type 2, 8, the displacement of said plate being controlled by the management unit 25.
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