FR3104478A1

FR3104478A1 - Moule de rotomoulage et procede de rotomoulage

Info

Publication number: FR3104478A1
Application number: FR1914317A
Authority: FR
Inventors: Damien Patte
Original assignee: Emerging Industry SAS
Current assignee: Emerging Industry SAS
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: FR3104478B1

Abstract

------ MOULE DE ROTOMOULAGE ET PROCEDE DE ROTOMOULAGE L’invention concerne un moule de rotomoulage (12), comprenant deux demi-moules (13a, 13b), définissant à l’état fermé une cavité de moulage, configurée pour recevoir une pâte thermoplastique à mettre en forme par rotomoulage ; un joint en polytétrafluoroéthylène (16) configuré pour être fixé à la périphérie (15a, 15b) des deux demi-moules (13a, 13b) lorsque les deux demi-moules (13a, 13b) sont à l’état fermé ; et le joint (16) ayant une partie de séparation (23) faisant saillie vers l’intérieur de la cavité de moulage (14), la partie de séparation (23) étant configurée pour empêcher l’adhésion de la pâte thermoplastique au joint (16). L’invention concerne également un procédé de rotomoulage. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2

Description

MOULE DE ROTOMOULAGE ET PROCEDE DE ROTOMOULAGE

L'invention concerne le domaine de la mise en forme de pièces par rotomoulage et porte plus particulièrement sur un moule et un procédé d'obtention d'une cavité structurale avec ou sans corps creux, notamment destinée à la réalisation d'une partie de bagage, en une seule opération de moulage.

Dans l’état antérieur de la technique, pour obtenir une cavité telle que selon la Figure 1, parfois renforcée localement par un réseau de nervures, procurant à ladite cavité une résistance mécanique plus élevée ou encore permettant de fixer à la cavité ainsi renforcée des éléments de bagage tels qu’une poignée de transport ou encore des roulettes, les solutions techniques suivantes sont connues :

l'injection de thermoplastique à l'intérieur d'un moule équipé localement de canaux de gaz créant le corps creux souhaité localement;
l'injection thermoplastique de deux pièces séparément qui seront ensuite associées entre elles par vissage, soudure ou autre moyen;
le thermoformage à partir d'une plaque de thermoplastique chauffée puis tirée sous vide sur un poinçon, puis découpée par fraisage;
la thermocompression consistant, à partir d'une feuille thermoplastique chauffée, à la conformer entre deux cavités poinçon et matrice à l'aide d'une presse, puis à la découper par fraisage;
l'extrusion soufflage consistant à descendre entre deux demi-moules une paraison tubulaire de thermoplastique chaud, à refermer les deux cavités et à souffler de l'air sous pression à l'intérieur de la paraison, celle-ci se plaquant ainsi aux parois des deux demi-moules, l'excédent de matière issu de la paraison étant ébavuré, la pièce étant ensuite découpée manuellement puis par fraisage; et
le rotomoulage consistant à déposer dans un demi-moule une pâte thermoplastique, à refermer l'autre demi-moule contre le premier, puis à profiter de la force centrifuge pour déposer la pâte sur la surface des parois du moule en le faisant tourner sur lui-même selon une cinématique en forme de 8 sous des rampes chauffantes (notamment à gaz) de sorte à cuire la matière, la pièce étant ensuite démoulée et découpée selon la finition à obtenir par fraisage.

L'ensemble de ces technologies présentent dans leur ensemble et/ou séparément les inconvénients suivants :

l'injection est destinée à des cadences élevées, le coût de mise en œuvre de canaux de gaz pour obtenir les géométries en corps creux est onéreux, tout comme les outillages d'injection répondant à ce procédé;
l'injection classique présente les mêmes problèmes de coût d’outillage et nécessite deux moules différents et un assemblage final;
le thermoformage ne peut générer qu'une surface de référence (celle qui se situe contre le poinçon), la face opposée étant la résultante des déformations en allongement. De ce fait, il n'est pas possible de référencer sur l'une des deux faces des accostages mécaniques ou répétables dimensionnellement. De plus, l'engagement de matière première est élevé car la pièce obtenue par thermoformage nécessite la mise en place d'un «sur-format» dans un cadre. La pièce est ensuite usinée par fraisage;
la thermocompression présente les mêmes problèmes que le thermoformage excepté que dans ce procédé, les deux faces sont référentielles puisque prises entre poinçon et matrice sous pression et conformation. Les opérations de finition restant elles aussi à réaliser par usinage;
le rotomoulage classique nécessite lui aussi une finition par usinage et ne donne en référentiel précis que la face en contact de la partie moulante; et
l'extrusion comporte les mêmes problèmes, plus le fait de ne pas pouvoir intégrer localement de corps creux (la paraison étant unique) ainsi que la perte de matière relative à la partie de la paraison tubulaire se trouvant à l'extérieur des parties moulantes.

L'invention a pour but de pallier ces problématiques d'engagement de matière première, de coût d'outillage (versus le peu de quantité de pièces à produire et donc l'amortissement économique de celui-ci), de coût d'opérations relatives à la finition géométrique des pièces par usinage ou autre poinçonnage sur des outils coûteux et un robot de fraisage, de nécessité de déployer des outils et moyens coûteux à des fins d'assemblage de deux pièces entre elles pour obtenir une résistance mécaniquead hoc, de maîtrise dimensionnelle des deux faces de la dite pièce.

Le Demandeur se propose de répondre à ces besoins par l’emploi d’un moule de rotomoulage et d’un procédé de rotomoulage pour l’obtention de deux pièces distinctes par rotomoulage, sans aucune reprise ni finition, et intégrant l'ensemble des fonctionnalités et exigences de résistance mécanique, notamment d'une structure de bagage.

La technologie de rotomoulage a bien évolué ces dernières années, surtout dans les domaines de la réduction des temps de cycle, de la micronisation des thermoplastiques permettant l'utilisation de polymères tels que, notamment, les polycarbonates, par la modélisation de la rhéologie appliquée à ce procédé, la modélisation des outillages en vue de régler les problèmes rhéologiques et d'écoulement et de maîtriser le comportement mécanique des thermoplastiques ainsi transformés.

Il est possible de se référer à la thèse N°2006-ISAL-006 d'Estelle Perot: Optimisation et modélisation du procédé de rotomoulage, Lyon, 2006. Longtemps réservée à la fabrication de corps creux sommaires, il est maintenant possible de réaliser des pièces moins volumineuses, plus précises et intégrant des fonctions et/ou éléments rapportés.

La présente invention a donc pour objet un moule de rotomoulage, caractérisé par le fait qu’il comprend:

deux demi-moules, configurés pour être fixés l’un à l’autre, les deux demi-moules définissant à l’état fermé une cavité de moulage intérieure fermée, la cavité de moulage étant configurée pour recevoir une pâte thermoplastique à mettre en forme par rotomoulage;

un joint en polytétrafluoroéthylène (PTFE) configuré pour être fixé à la périphérie des deux demi-moules lorsque les deux demi-moules sont à l’état fermé, les deux demi-moules comprenant de façon complémentaire des moyens de fixation de joint; et

le joint ayant une partie de séparation faisant saillie vers l’intérieur de la cavité de moulage, la partie de séparation étant configurée pour empêcher l’adhésion de la pâte thermoplastique au joint.

Ainsi, il est possible d’obtenir deux pièces distinctes auto-séparables.

Selon un mode de réalisation particulier, le moule comprend:

deux pièces intermédiaires, chacune fixée au niveau d’au moins une partie de la périphérie de chaque demi-moule, les pièces intermédiaires comportant une partie interne configurée pour être disposée à l’intérieur de la cavité de moulage,

le joint comprenant au moins partiellement deux demi-joints, chaque demi-joint étant configuré pour être interposé entre une pièce intermédiaire et un demi-moule correspondants, et chaque pièce intermédiaire étant fixée à chaque demi-joint correspondant par l’intermédiaire d’éléments de centrage et de fixation, et

le moule comprenant en outre un joint additionnel en polytétrafluoroéthylène, configuré pour recouvrir au moins partiellement la partie interne des pièces intermédiaires.

Selon un mode de réalisation particulier, les pièces intermédiaires sont constituées à partir de matériaux à conductivité thermique supérieure à 10 watts par mètre-kelvin, en particulier à partir d’un ou plusieurs métaux à conductivité thermique élevée tels que l’aluminium ou le cuivre. Les pièces intermédiaires, qui peuvent être constituées de plusieurs parties de matériaux différents, avec des géométries et des surfaces particulières pour distribuer la chaleur d’une manière souhaitées, sont ainsi conçues en tant que concentrateurs de calories.

Une telle configuration facilite la montée en température des pièces intermédiaires.

Selon un mode de réalisation particulier, le moule comprend:

au moins un porte-insert;

au moins un insert, l’au moins un insert étant fixé sur l’au moins un porte-insert, l’ensemble insert/porte-insert présentant une partie disposée à l’intérieur de la cavité de moulage, et l’ensemble insert/porte-insert étant configuré de façon à présenter un intervalle entre une partie de l’insert et le porte-insert, la pâte thermoplastique venant s’insérer dans ledit intervalle de façon à enchâsser l’insert.

Un insert enchâssé dans la pièce moulée sert de point d’ancrage qui facilite la fixation de pièces additionnelles à fixer à la pièce moulée, sans avoir recours à une étape ultérieure d’usinage ou une étape de fixation qui fragiliserait ou détériorerait la pièce moulée.

Selon un mode de réalisation particulier, l’au moins un porte-insert est fixé sur au moins l’une des deux pièces intermédiaires.

Selon un mode de réalisation particulier, l’au moins un porte-insert est fixé sur au moins l’un des deux demi-moules.

Selon un mode de réalisation particulier, les demi-moules comprennent des bossages en polytétrafluoroéthylène sur leur paroi interne.

De tels bossages conduisent à la formation d’évidements dans la pièce moulée, ce qui évite également le recours à une étape ultérieure d’usinage qui fragiliserait ou détériorerait la pièce moulée.

La présente invention a également pour objet un procédé de mise en forme par rotomoulage à l’aide d’un moule tel que mentionné précédemment, caractérisé par le fait qu’il comprend les étapes suivantes consistant à:

fixer un joint en polytétrafluoroéthylène sur la périphérie de l’un de deux demi-moules;
déposer une pâte thermoplastique dans un premier demi-moule;
fixer le second demi-moule sur le premier demi-moule, par fixation au joint au niveau de la périphérie du second demi-moule;
réaliser un cycle de traitement thermique du moule;
réaliser un cycle de rotation du moule de façon à déposer la pâte thermoplastique chauffée sur les parois internes des demi-moules;
refroidir le moule;
démouler les deux pièces moulées; et facultativement
usiner les pièces moulées.

Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend, avant l’étape de fixation du second demi-moule, les étapes suivantes consistant à:

fixer une pièce intermédiaire à chaque demi-moule, le joint étant interposé entre la pièce intermédiaire et le demi-moule correspondants, les pièces intermédiaires ayant une partie interne configurée pour être disposée à l’intérieur de la cavité de moulage;
disposer un joint additionnel recouvrant au moins partiellement la partie interne des pièces intermédiaires.

Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend, avant l’étape de fixation du second demi-moule, l’étape consistant à:

fixer un ensemble insert/porte-insert au moule.

surmouler au moins un insert métallique de fixation sur la pièce moulée; et
fixer au moins une pièce de renfort à la pièce moulée, par l’intermédiaire de l’au moins un insert métallique de fixation.

Pour mieux illustrer l’objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre indicatif et non limitatif, plusieurs modes de réalisation avec référence aux dessins annexés.

Sur ces dessins :

est une vue en perspective d’une pièce moulée selon les approches de l’état antérieur de la technique;

est une vue en coupe transversale et en perspective d’un moule selon un premier mode de réalisation de la présente invention;

est une vue en coupe transversale d’un moule selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention;

est une vue en coupe transversale d’un ensemble insert/porte-insert d’un moule selon un troisième mode de réalisation de la présente invention;

est une vue en perspective d’une pièce moulée selon la présente invention;

est une vue en coupe selon AA de la Figure 5;

est une vue en coupe selon BB de la Figure 5; et

est une vue en coupe selon CC de la Figure 5.

La Figure 1 représente une pièce moulée 1 selon l’état antérieur de la technique. La pièce moulée 1 est une demi-coque, en particulier une demi-coque de bagage comme une valise, réalisée à partir d'un thermoplastique (notamment par thermoformage, thermocompression, extrusion soufflage ou rotomoulage). La pièce moulée 1 comporte un fond 2 et des bords relevés 3, définissant ainsi une cavité 4. La pièce moulée 1 reçoit à des fins de renforts mécaniques une pièce de renfort 5 réalisée également à partir d'un thermoplastique, notamment par injection. La pièce de renfort 5 moulée peut comprendre des nervures 6 de façon à augmenter sa résistance sous contrainte, en particulier les contraintes liées à l'utilisation courante d'une structure de bagage.

Pour assurer la liaison entre la pièce moulée 1 et la pièce de renfort 5, il est possible notamment de surmouler localement des inserts métalliques 7 pouvant à des fins de liaison mécanique recevoir des vis 8 ou autres éléments nécessaires à une liaison mécanique des deux pièces 1, 5. D'autres moyens de liaison des deux pièces 1, 5 et bien connus de l’homme du métier sont envisageables. Par ailleurs, la pièce de renfort 5 peut être agencée de sorte à intégrer des éléments supplémentaires tels que le palier d'axe de fixation 9 nécessaire au montage de roulettes 10 avec une vis 10a dudit bagage et nécessitant aussi une résistance à l'effort.

Pour réaliser une telle pièce, les modes de réalisation usuellement rencontrés dans l’état de la technique nécessitent la réalisation de plusieurs moules coûteux, un temps de montage long ainsi qu'un ratio poids/fonctionnalité élevé. Par ailleurs, la reprise par usinage de certaines zones 11 ne peut être obtenue par moulage (notamment pour le thermoformage),

Sur la Figure 2, on peut voir que l’on a représenté un moule de rotomoulage 12 selon un premier mode de réalisation de la présente invention.

Le moule 12 comporte deux demi-moules 13a, 13b formant conjointement, en position fermée/de fermeture, une cavité fermée 14. La cavité 14 est configurée pour constituer un espace de moulage intérieur 14, apte à recevoir une pâte thermoplastique à mettre en forme par rotomoulage.

Les demi-moules 13a, 13b sont configurés pour recevoir sur toute leur périphérie 15a, 15b un joint 16. Le joint 16 est réalisé en polytétrafluoroéthylène (PTFE) de telle sorte que, lors de la mise en forme en température par rotomoulage, la pâte thermoplastique n'adhère pas au joint 16 du fait que sa température est inférieure à celle du moule 12. De cette façon, le moule de rotomoulage 12 est configuré pour, lors de la mise en forme par rotomoulage, séparer la pâte thermoplastique mise en forme en deux, de façon à obtenir deux pièces moulées Ma, Mb distinctes et auto-séparables, chacune conformée par la paroi interne 17a, 17b d’un demi-moule 13a, 13b.

Des matières autres que le PTFE peuvent être envisagées pour le joint 16, pour autant qu’elles présentent comme propriété une très faible conductivité thermique et un coefficient de frottement le plus faible possible.

Le joint 16 a également pour fonction de maintenir le moule 12 hermétiquement fermé.

Les demi-moules 13a, 13b comprennent des moyens de fixation 18 complémentaires, configurés pour, d’une part fixer les demi-moules 13a, 13b l’un à l’autre et, d’autre part, fixer le joint 16 à ceux-ci. De tels moyens de fixation 18 sont de façon préférée du type cheville 19/trou 20, comme représenté sur la Figure 2. Dans ce cas, le joint 16 comprend de façon complémentaire des trous 21 configurés pour recevoir les chevilles 19 des demi-moules 13a, 13b. Les chevilles 19 et trous 20 sont portés indifféremment par l’un ou l’autre des demi-moules 13a, 13b.

Il convient cependant de noter que tous types de moyens de fixation bien connus de l’homme du métier, et en outre adaptés au maintien d’un joint 16 entre de tels demi-moules 13a, 13b, pourront être envisagés par l’homme du métier, sans pour autant s’écarter du cadre de la présente invention.

Les moyens de fixations 18 sont disposés sur les périphéries 15a, 15b des demi-moules 13a, 13b destinées à venir l’une en regard de l’autre lors de la fermeture du moule 12.

Le joint 16 présente en coupe transversale une forme de T et comporte ainsi une partie dite de maintien 22 (tronc du T) destinée à être disposée entre les périphéries 15a, 15b des demi-moules 13a, 13b, et une partie dite de séparation 23 (traverse du T) destinée à être disposée à l’intérieur de la cavité 14 à l’état fermé du moule 12. Comme on peut le voir sur la Figure 2, la partie de séparation 23 est configurée pour, à l’état fermé du moule 12, s’étendre parallèlement à la partie verticale des parois internes 17a, 17b des demi-moules 13a, 13b et à distance des parois internes 17a, 17b des demi-moules 13a, 13b. Ainsi la partie de séparation 23 et les parois internes 17a, 17b des demi-moules 13a, 13b définissent un intervalle 24 entre ceux-ci, comme on peut le voir sur la Figure 3.

Lors de la mise en forme par rotomoulage, la pâte thermoplastique est plaquée contre les parois internes 17a, 17b des deux demi-moules 13a, 13b et de surcroît, s’insère dans l’intervalle 24. En outre, comme mentionné précédemment, en raison de la nature du joint 16 et d’une surface minimale, la pâte thermoplastique ne recouvre pas la partie de séparation 23 du joint 16 et n’est pas traitée thermiquement à ce niveau ce qui assure la séparabilité au démoulage des cavités. Elle se divise ainsi en deux pour aboutir à la formation de deux pièces moulées Ma, Mb distinctes et auto-séparables.

L’homme du métier comprendra que des géométries différentes de la partie de séparation 23 du joint 16 pourront être envisagées suivant la géométrie finale envisagée pour le bord des pièces moulées Mc comme on peut le voir sur la vue en coupe transversale du bord sur la Figure 6A.

De façon facultative, les demi-moules 13a, 13b comprennent sur leur paroi interne 17a, 17b au moins un bossage 25, 25′. L’au moins un bossage 25, 25′ est configuré pour, de façon similaire au joint 16, empêcher la pâte thermoplastique d’adhérer à celui-ci, générant ainsi un évidement E, E′ dans la pièce moulée Ma, Mb finale. De façon préférentielle, l’au moins un bossage 25, 25′ est réalisé en PTFE.

Comme on peut le voir sur la Figure 2, les bossages 25, 25′ peuvent être disposés en toutes positions sur la paroi interne 17a, 17b des demi-moules 13a, 13b et être de toutes formes.

Sur la Figure 3, on peut voir que l’on a représenté un moule 112 selon un deuxième mode de réalisation.

Le moule 112 est similaire au moule 12 selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus. Les éléments du moule identiques ou analogues aux éléments du moule 12 du premier mode de réalisation décrits en référence à la Figure 2 porteront le même chiffre de référence augmenté de 100, et ne seront pas décrits plus en détail ici.

Le moule 112 comporte deux demi-moules 113a (un seul représenté en Figure 3 pour ne pas alourdir le dessin) et deux pièces intermédiaires 26a, 26b. Les pièces intermédiaires 26a, 26b sont configurées pour venir en coopération l’une avec l’autre de façon hermétique à l’état fermé du moule 112. Par exemple, et comme on peut le voir sur la Figure 3, les pièces intermédiaires 26a, 26b comportent des moyens de fixation de type tenon 27/mortaise 28. Toutefois, tous types de fixation pourront être envisagés par l’homme de métier.

Les pièces intermédiaires 26a, 26b sont configurées pour, à l’état fermé du moule 112, être disposées au niveau d’au moins une partie de la périphérie 115a des demi-moules 113a. Pour ce faire, les pièces intermédiaires 26a, 26b sont fixées au joint 116 par l’intermédiaire d’éléments 29 servant à la fois pour la fixation et le centrage des pièces intermédiaires 26a, 26b. Par exemple, les éléments de fixation et de centrage 29 comprennent au moins un bourrelet 30 porté par le joint 116 et configuré pour être inséré dans une rainure 31 correspondante pratiquée dans les pièces intermédiaires 26a, 26b, comme on peut le voir sur la Figure 3.

Selon une variante du deuxième mode de réalisation, les pièces intermédiaires 26a, 26b sont réalisées en tant que concentrateur de calories de façon à faciliter la montée en température de celles-ci.

Comme cela est représenté en Figure 2, les deux demi-moules 13a et 13b (généralement réalisés dans un matériau rigide et conducteur thermique tel que l’aluminium) sont exposés sous une rampe chauffante lors du cycle de cuisson décrit pour l'état de l'art.

Les rampes chauffantes transmettent par leur rayonnement des calories aux deux demi-moules 13a et 13b, qui à leur tour vont les transmettre à la pâte thermoplastique déposée à l’intérieur des demi-moules 13a et 13b, avant lancement du cycle de cuisson. Ces calories cuisent la pâte thermoplastique par contact de celle-ci sur les surfaces des demi-moules 13a et 13b.

Il est à noter que les deux demi-moules 13a et 13b sont exposés directement et sur l'ensemble de leur surface aux calories fournies par les rampes chauffantes lors du cycle de chauffe et mise en rotation de l'ensemble de moulage, assurant ainsi un échange calorifique externe/interne de grande ampleur.

Il n'en est pas de même pour les pièces intermédiaires 26a et 26b, puisque celles-ci se trouvent, pour partie, à l'intérieur des deux demi-moules 13a et 13b et sont de ce fait peu exposées aux rampes chauffantes.

Il est donc nécessaire, pour assurer une bonne cuisson de la pâte thermoplastique se trouvant en regard des surfaces correspondantes des pièces intermédiaires 26a et 26b, de garantir un niveau de calories au moins égal à celui des demi-moules 13a et 13b sur ces pièces intermédiaires.

Pour ce faire, les pièces intermédiaires 26a et 26b intégreront dans leur définition de forme des concentrateurs de calories, d'une surface et d’une masse volumique suffisante, devant se situer à l'extérieur des cavités 13a et 13b, afin d’être exposées pleinement aux calories fournies par les rampes chauffantes. Ces concentrateurs seront aptes à conduire les calories ainsi emmagasinées au plus près des surfaces 40a et 40b, surfaces internes aux demi-moules 13a et 13b. Ces concentrateurs seront conçus pour rentabiliser leur surface radiante, notamment par des ailettes 33a démultipliant lesdites surfaces. Les pièces intermédiaires seront donc avantageusement constituées à partir de matériaux à conductivité thermique élevée, notamment des métaux, par exemple en aluminium ou en cuivre, les pièces intermédiaires pouvant avoir des parties de différents matériaux en fonction des calories nécessaires à leur emplacement dans le moule.

Les pièce intermédiaires 26a, 26b comportent une partie interne 32a, 32b destinée, à l’état fermé du moule 112, à être disposée à l’intérieur de la cavité 114, et une partie externe 33a, 33b, destinée, à l’état fermé du moule 112, à être disposée à l’extérieur de la cavité 114.

A l’état fermé du moule 112, le joint PTFE 116 est interposé entre chaque pièce intermédiaire 26a, 26b et le demi-moule 113a correspondant. Pour ce faire, le joint PTFE 116 est divisé, au moins en partie, en deux demi-joints 34a, 34b.

Le joint PTFE 116 est dimensionné de telle sorte que les demi-joints 34a, 34b s’étendent, à l’état fermé du moule 112, sur toute la longueur des pièces intermédiaires 26a, 26b, de façon à assurer l’étanchéité du moule 112 sur toute la périphérie 115a, des demi-moules 113a.

Un joint additionnel 35 est prévu pour recouvrir la partie interne 32a, 32b des pièces intermédiaires 26a, 26b tournée vers la cavité 114. Par exemple, et tel que représenté sur la Figure 3, mais sans y être limité pour autant, le joint additionnel 35 est fixé aux pièces intermédiaires 26a, 26b au moyen de géométries de type tenon 36/mortaise 37. L’homme du métier pourra envisager d’autres moyens de fixation, comme ceux utilisés pour le joint 116.

Le joint additionnel 35 assure la même fonction que le joint 116 pour empêcher la pâte thermoplastique P d’adhérer aux pièces intermédiaires 26a, 26b, et est de préférence réalisé en PTFE.

De même que précédemment, à l’issue du procédé de rotomoulage, deux pièces moulées distinctes auto-séparables peuvent ainsi être obtenues.

Les parties internes 32a, 32b des pièces intermédiaires 26a, 26b comportent une extension 38a, 38b configurée pour, à l’état fermé du moule 112, venir à proximité de la paroi interne 117a des demi-moules 113a correspondants. Un intervalle 39 est défini entre l’extension 38a, 38b et la paroi interne 117a. Par ailleurs, l’extension 38a, 38b n’est pas recouverte par le joint 116 ni par le joint additionnel 35. Ainsi, lors de la mise en forme par rotomoulage, la pâte thermoplastique P s’insère dans l’intervalle 39 entre l’extension 38a, 38b et le demi-moule 113a. La largeur de l’intervalle 39 peut être prédéfinie en fonction de l’épaisseur finale souhaitée pour la pièce moulée.

Par ailleurs, la partie interne 32a, 32b comporte entre l’extension 38a, 38b et la partie externe 33a, 33b, une partie dite de conformation 40a, 40b, orientée vers la paroi interne 117a des demi-moules 113a. La partie de conformation 40a, 40b présente une géométrie telle qu’à l’état monté du moule 112, la partie de conformation 40a, 40b et la paroi interne 117a du demi-moule 113a correspondante définissent une cavité secondaire de moulage 41a, 41b. Comme on peut le voir sur la Figure 3, la partie de conformation 40a, 40b présente une forme incurvée.

De même que précédemment, la partie de conformation 40a, 40b n’est pas recouverte par le joint 116 ni par le joint additionnel 35. Lors de la mise en forme par rotomoulage, la pâte thermoplastique P s’insère, par l’intermédiaire de l’intervalle 39, à l’intérieur de la cavité secondaire de moulage 41a, 41b jusque dans l’intervalle 124, et est plaquée contre les parois de la paroi interne 117a du demi-moule 113a et la partie de conformation 40a, 40b. Ainsi, la pièce moulée résultante présente un corps creux Ca, comme on peut le voir sur la Figure 4 et sur les vues en coupe transversale sur les Figures 6B-6C. Un tel corps creux Ca permet d’augmenter localement la rigidité de la pièce moulée et ce, sans pièce rapportée comme dans l’état antérieur de la technique.

Il est ainsi possible d’obtenir un corps creux par rotomoulage, ce corps creux procurant à la pièce une résistance mécanique élevée, ce que l’art antérieur obtient en deux pièces, comme on peut le voir sur la Figure 1.

Un ensemble insert 49/porte-insert 42 est également représenté, mieux décrit en Figure 4.

Sur la Figure 4, on peut voir que l’on a représenté une vue en coupe transversale d’un moule 212 selon un troisième mode de réalisation.

Le moule 212 est similaire au moule 12 selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus. Les éléments du moule 212 identiques ou analogues aux éléments du moule 12 du premier mode de réalisation décrits en référence à la Figure 2 porteront le même chiffre de référence augmenté de 200, et ne seront pas décrits plus en détail ici.

La paroi du demi-moule 213a est traversée par un porte-insert 42. Le porte-insert 42 comporte, sur son côté tourné vers la cavité de moulage 214, un renfoncement 43. Le renfoncement 43 est entouré de parois 44, comprenant au niveau de leur extrémité 45 un retour 46 orienté vers l’intérieur du renfoncement 43. Depuis le fond 47 du renfoncement 43 se dresse une broche de fixation 48 qui s’étend dans la cavité de moulage 214 au-delà des extrémités 45 du porte-insert 42.

Le moule 212 comporte également un insert 49, de préférence métallique. L’insert 49 présente en coupe transversale une forme en H. La partie transversale 50 de la forme en H de l’insert 49 est traversée par un trou traversant 51 configuré pour recevoir la broche de fixation 48 du porte-insert 42, de façon à fixer l’insert 49 au porte-insert 42. L’insert 49 et le porte-insert 42 sont dimensionnés de telle sorte qu’une fois assemblés, un premier bras 52 de la forme en H de l’insert 49 est disposé dans le renfoncement 43, en contact du fond 47, et le second bras 53 de la forme en H de l’insert 49 est disposé dans la cavité de moulage 214, au-delà des extrémités 45 du porte-insert 42.

Lors du procédé de mise en forme par rotomoulage, la pâte thermoplastique P est plaquée contre la paroi interne 217a des demi-moules 213a, la pâte thermoplastique P recouvre le côté du second bras 53 de l’insert 49 tourné vers la cavité de moulage 214 et vient également s’insérer dans l’ensemble insert 49/porte-insert 42. La pâte thermoplastique P s’insère entre les extrémités 45 du porte-insert 42 et le second bras 53 de l’insert 49. La broche de fixation 48, ou au moins son extrémité 54, est réalisée en une matière similaire à celle du joint 116 et du joint additionnel 35, de préférence en PTFE, de façon à assurer la même fonction que ceux-ci. Ainsi,la pâte thermoplastique P n’adhère pas au niveau de l’extrémité 54. Lors du démoulage, l’insert 49 est désolidarisé du porte-insert 42. L’insert 49 est enchâssé dans la pièce moulée Mc et constitue ainsi un point d’ancrage pour la fixation d’autres pièces sur la pièce moulée Mc comme on peut le voir sur la vue en coupe transversale sur la Figure 6B.

Il convient de noter que d’autres géométries de l’ensemble insert 49/porte-insert 42 pourront être envisagées par l’homme du métier en fonction de la géométrie des points d’ancrage souhaitée.

Des ensembles insert 49/porte-insert 42 peuvent être disposés en différentes zones du moule 212, selon les besoins. Par exemple, on peut voir sur la Figure 3, que les ensembles insert 49/porte-insert 42 peuvent être disposés sur les pièces intermédiaires 26a, 26b.

Il convient de noter que les parois internes 17a, 17b; 117a; 217a des demi-moules 13a, 13b; 113a; 213a ne sont pas nécessairement identiques et peuvent en particulier présenter des morphologies différentes de façon à obtenir des aspects structuraux de pièces moulées différents, selon les besoins.

Le procédé de mise en forme par rotomoulage à l’aide d’un moule 12 selon le premier mode de réalisation de la présente invention comprend ainsi les étapes consistant à fixer un joint 16 sur la périphérie 15a, 15b de l’un de deux demi-moules 13a, 13b, déposer une pâte thermoplastique P dans un premier demi-moule 13a, 13b, fixer le second demi-moule 13a, 13b sur le premier demi-moule 13a, 13b, par fixation au joint 16 au niveau de la périphérie 15a, 15b du second demi-moule 13a, 13b, par l’intermédiaire des moyens de fixation 18. On réalise ensuite un cycle de traitement thermique du moule12 ainsi qu’un cycle de rotation du moule 12 de façon à déposer la pâte thermoplastique P chauffée sur les parois internes 17a, 17b des demi-moules 13a, 13b. Puis, on refroidit le moule12 afin de démouler deux pièces mouléesMa, Mb. Facultativement, on usine les pièces moulées Ma, Mb.

Le procédé de mise en forme par rotomoulage à l’aide d’un moule 112 selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention comprend de façon additionnelle l’étape consistant, avant la fermeture du moule 112, à fixer une pièce intermédiaire 26a, 26b à chaque demi-moule 113a, les demi-joints 34a, 34b du joint 116 étant interposés entre la pièce intermédiaire 26a, 26b et le demi-moule 113a correspondants. Puis un joint additionnel 35 est disposé recouvrant au moins partiellement la partie interne des pièces intermédiaires 26a, 26b.

Le procédé de mise en forme par rotomoulage à l’aide d’un moule 212 selon le troisième mode de réalisation de la présente invention comprend l’étape consistant à fixer un ensemble insert 49 /porte-insert 42 au moule 212.

En outre, selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, le procédé de mise en forme par rotomoulage comprend les étapes consistant à surmouler au moins un insert métallique de fixation sur la pièce mouléeet fixer au moins une pièce de renfort à la pièce moulée, par l’intermédiaires de l’au moins un insert métallique de fixation.

Il est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d’être décrits ont été donnés à titre indicatif et non limitatif et que des modes de réalisation peuvent y être apportés sans que l’on s’écarte pour autant du cadre de la présente invention.

Claims

– Moule de rotomoulage (12; 112; 212), caractérisé par le fait qu’il comprend:
deux demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a), configurés pour être fixés l’un à l’autre, les deux demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a) définissant à l’état fermé une cavité de moulage (14; 114; 214) intérieure fermée, la cavité de moulage (14; 114; 214) étant configurée pour recevoir une pâte thermoplastique (P) à mettre en forme par rotomoulage;
un joint en polytétrafluoroéthylène (16; 116) configuré pour être fixé à la périphérie (15a, 15b; 115a) des deux demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a) lorsque les deux demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a) sont à l’état fermé, les deux demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a) comprenant de façon complémentaire des moyens de fixation de joint (18); et
le joint (16; 116) ayant une partie de séparation (23) faisant saillie vers l’intérieur de la cavité de moulage (14; 114; 214), la partie de séparation (23) étant configurée pour empêcher l’adhésion de la pâte P thermoplastique au joint (16; 116).
– Moule (112; 212) selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu’il comprend:
deux pièces intermédiaires (26a, 26b), chacune fixée au niveau d’au moins une partie de la périphérie (115a) de chaque demi-moule (113a; 213a), les pièces intermédiaires (26a, 26b) comportant une partie interne (32a, 32b) configurée pour être disposée à l’intérieur de la cavité de moulage (114; 214),
le joint (116) comprenant au moins partiellement deux demi-joints (34a, 34b), chaque demi-joint (34a, 34b) étant configuré pour être interposé entre une pièce intermédiaire (26a, 26b) et un demi-moule (113a; 213a) correspondants, et chaque pièce intermédiaire (26a, 26b) étant fixée à chaque demi-joint (34a, 34b) correspondant par l’intermédiaire d’éléments de centrage et de fixation (29), et
le moule (112; 212) comprenant en outre un joint additionnel (35) en polytétrafluoroéthylène, configuré pour recouvrir au moins partiellement la partie interne des pièces intermédiaires (26a, 26b).
– Moule (112; 212) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les pièces intermédiaires (26a, 26b) sont constituées à partir de matériaux à conductivité thermique supérieure à 10 watts par mètre-kelvin.
– Moule (212) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu’il comprend:
au moins un porte-insert (42);
au moins un insert (49), l’au moins un insert (49) étant fixé sur l’au moins un porte-insert (42), l’ensemble insert (49)/porte-insert (42) présentant une partie (45, 53) disposée à l’intérieur de la cavité de moulage (214), et l’ensemble insert (49)/porte-insert (42) étant configuré de façon à présenter un intervalle entre une partie (53) de l’insert (49) et le porte-insert (42), la pâte thermoplastique (P) venant s’insérer dans ledit intervalle de façon à enchâsser l’insert (49).
– Moule (212) selon la revendication 4, prise en dépendance de la revendication 3, caractérisé par le fait que l’au moins un porte-insert (42) est fixé sur au moins l’une des deux pièces intermédiaires (26a, 26b).
– Moule (212) selon la revendication 4, prise en dépendance de l’une des revendications 1 à 2 caractérisé par le fait que l’au moins un porte-insert (42) est fixé sur au moins l’un des deux demi-moules (213a).
– Moule (12; 112; 212) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a) comprennent des bossages (25, 25′) en polytétrafluoroéthylène sur leur paroi interne (17a, 17b; 117a; 217a).
– Procédé de mise en forme par rotomoulage à l’aide d’un moule (12; 112; 212) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu’il comprend les étapes suivantes consistant à:
fixer un joint (16; 116) en polytétrafluoroéthylène sur la périphérie (15a, 15b; 115a) de l’un de deux demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a);

déposer une pâte thermoplastique (P) dans un premier demi-moule (13a, 13b; 113a; 213a);

fixer le second demi-moule (13a, 13b; 113a; 213a) sur le premier demi-moule (13a, 13b; 113a; 213a), par fixation au joint (16; 116) au niveau de la périphérie 15a, 15b; 115a)du second demi-moule (13a, 13b; 113a; 213a);

réaliser un cycle de traitement thermique du moule (12; 112; 212);

réaliser un cycle de rotation du moule (12; 112; 212) de façon à déposer la pâte thermoplastique (P) chauffée sur les parois internes (17a, 17b; 117a; 217a) des demi-moules (13a, 13b; 113a; 213a);

refroidir le moule (12; 112; 212);

démouler les deux pièces moulées (Ma, Mb; Mc); et facultativement

usiner les pièces moulées (Ma, Mb; Mc).
– Procédé la revendication 8, caractérisé par le fait qu’il comprend, avant l’étape de fixation du second demi-moule, les étapes suivantes consistant à:
fixer une pièce intermédiaire (26a, 26b) à chaque demi-moule (113a; 213a), le joint (116, 34a, 34b) étant interposé entre la pièce intermédiaire (26a, 26b) et le demi-moule (113a; 213a) correspondants, les pièces intermédiaires (26a, 26b) ayant une partie interne (32a, 32b) configurée pour être disposée à l’intérieur de la cavité de moulage (114; 214);

disposer un joint additionnel (35) recouvrant au moins partiellement la partie interne (32a, 32b) des pièces intermédiaires (26a, 26b).
– Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait qu’il comprend, avant l’étape de fixation du second demi-moule, l’étape consistant à:
fixer un ensemble insert (49)/porte-insert (42) au moule (112; 212).
– Procédé selon l’une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait qu’il comprend les étapes suivantes consistant à:
surmouler au moins un insert métallique de fixation sur la pièce moulée; et

fixer au moins une pièce de renfort à la pièce moulée, par l’intermédiaire de l’au moins un insert métallique de fixation.