FR3119111A1 - Système d’injection d’une matière plastique, procédé de fabrication d’une pièce injectée. - Google Patents

Système d’injection d’une matière plastique, procédé de fabrication d’une pièce injectée. Download PDF

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Abstract

TITRE : Système d’injection d’une matière plastique, procédé de fabrication d’une pièce injectée . Système d’injection (1) d’au moins une matière plastique assisté par fluide pour la fabrication d’une pièce injectée, le système comportant au moins un moule (2) et une unité d’alimentation (3) en matière plastique comportant au moins une buse d’injection (4), apte à mettre en œuvre d’une part l’injection de matière plastique dans l’empreinte (21) et d’autre part la rétro-injection de matière plastique superflue, au moins une buse d’alimentation (5), apte à injecter un fluide sous pression dans la matière plastique injectée, un moyen de réception (6) d’une masselotte de matière plastique et un dispositif de distribution (7) configuré diriger sélectivement la matière plastique vers la buse d’injection (4), en vue de sa rétro-injection, ou vers le moyen de réception (6). Figure de l’abrégé : Figure 1

Description

Système d’injection d’une matière plastique, procédé de fabrication d’une pièce injectée.
L’invention concerne un système d’injection d’au moins une matière plastique assisté par fluide pour la fabrication d’une pièce injectée, notamment d’un caisson de hayon d’un véhicule automobile. L’invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce injectée réalisée en au moins une matière plastique par l’intermédiaire dudit système d’injection.
Dans un contexte de réduction de la masse des véhicules automobiles, les métaux utilisés dans les véhicules, par exemple pour la réalisation de pièces telles que des portes latérales ou portes de coffres, sont de plus en plus remplacés par des matériaux plastiques. A cette fin, les pièces des véhicules peuvent être obtenues par différents procédés d’injection, notamment assistés par fluide.
Les procédés d’injection assistés par fluide, par exemple par un gaz ou par un liquide, comprennent classiquement un système d’injection dans lequel une unité d’alimentation injecte de la matière plastique visqueuse dans un moule, en particulier dans une empreinte de la pièce désirée, par l’intermédiaire d’une ou plusieurs buses d’injection, puis injecte du fluide sous pression dans la matière plastique de sorte à la repousser dans l’empreinte. L’injection du fluide plaque la matière plastique contre le moule, c’est-à-dire les parois de l’empreinte, formant ainsi une pièce creuse.
De tels procédés peuvent, selon un premier exemple, mettre en œuvre la rétro-injection du matériau plastique visqueux dans la buse d’injection, permettant ainsi avantageusement la réutilisation de la matière pour une pièce ultérieure. De tels procédés présentent néanmoins une instabilité ponctuelle en fonction des variations de la matière injectée et/ou des paramètres d'injection. Il peut notamment en résulter des problèmes de défauts des pièces, tels que des retassures, ou de renvoi du fluide, eau ou gaz, dans l’unité d’alimentation nécessitant alors un arrêt de production pour purger le système.
Selon un deuxième exemple, le procédé d’injection assisté par fluide peut être réalisé par renvoi de matière vers une cavité additionnelle du moule prévue à cet effet, aussi communément qualifiée de masselotte, lorsque le fluide est injecté. Il en résulte la formation d’un excédent ou résidu de matière plastique au sein de la pièce qu’il est nécessaire d’éliminer ultérieurement au démoulage de la pièce injectée. De ce fait, si de tels procédés présentent une plus grande stabilité, la matière récupérée dans la cavité est perdue ou difficilement recyclable.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à fournir un système d’injection et un procédé de fabrication d’une pièce injectée remédiant aux inconvénients mentionnés, notamment en étant adaptés à différents matériaux et/ou paramètres d’injection tout en minimisant les pertes de matière. L'invention a également pour but de fournir un procédé permettant une production plus simple et plus économique.
L’invention concerne un système d’injection d’au moins une matière plastique assisté par fluide pour la fabrication d’une pièce injectée. Le système comporte au moins un moule définissant une empreinte de la pièce et au moins une unité d’alimentation de l’empreinte en matière plastique et en fluide.
Le moule comporte au moins un canal d’alimentation permettant la circulation de la matière plastique et/ou du fluide et fluidiquement relié à l’empreinte.
L’unité d’alimentation comprend au moins une buse d’injection, apte à mettre en œuvre d’une part l’injection de matière plastique dans l’empreinte et d’autre part la rétro-injection de matière plastique superflue, au moins une buse d’alimentation, apte à injecter un fluide sous pression dans la matière plastique injectée de sorte à déplacer la matière plastique dans le moule, et un moyen de réception d’une masselotte de matière plastique, chacun étant fluidiquement relié au canal d’alimentation. L’unité d’alimentation comprend, en outre, un dispositif de distribution configuré pour être déplacé entre au moins une première position, permettant la rétro-injection de matière plastique superflue vers la buse d’injection, et une deuxième position, permettant le refoulement de matière plastique superflue vers le moyen de réception.
Notamment, la buse d’injection de matière plastique et la buse d’alimentation en fluide peuvent présenter un positionnement distinct au sein du moule. Selon un exemple de réalisation non limitatif le canal d’alimentation peut comprendre une première portion extrême et une deuxième portion extrême, opposées l’une à l’autre de sorte que :
- la buse d’injection de matière plastique peut être disposée dans la première portion extrême ou la buse d’injection peut être disposée de sorte à présenter une plus grande proximité avec la première portion extrême relativement à la deuxième portion extrême ; et
- la buse d’alimentation en fluide peut être disposée dans la deuxième portion extrême ou la buse d’injection peut être disposée de sorte à présenter une plus grande proximité avec la deuxième portion extrême relativement à la première portion extrême.
Le dispositif de distribution peut être disposé de sorte à présenter une plus grande proximité avec la buse d’injection qu’avec la buse d’alimentation. Notamment, le dispositif de distribution peut être disposé afin de présenter une plus grande proximité avec la première portion extrême relativement à la deuxième portion extrême.
Selon un sens de circulation de la matière plastique dans le moule, le dispositif de distribution peut être disposé de sorte à être interposé entre le canal d’alimentation et tout ou partie du moyen de réception. Le dispositif de distribution peut être disposé afin de s’étendre au travers du moyen de réception lorsqu’il est disposé dans la première position. Le dispositif de distribution peut être disposé de manière telle que, lorsqu’il est positionné dans la première position, il s’inscrit en partie dans une surface intérieure du moule délimitant l’empreinte de la pièce.
Le moule peut comprendre une partie fixe relativement à l’unité d’alimentation et une partie mobile. Le dispositif de distribution peut être porté par l’une de la partie fixe ou de la partie mobile du moule et être configuré pour être déplacé vers l’autre de la partie fixe ou de la partie mobile du moule afin d’assurer sélectivement l’écoulement de la matière plastique vers la buse d’injection ou vers le moyen de réception.
En outre, la buse d’injection de matière plastique et la buse d’alimentation en fluide peuvent être disposées dans une même partie, mobile ou fixe, du moule ou, inversement, être comprises dans des parties distinctes du moule.
La buse d’injection de matière plastique peut comprendre un organe d’obstruction mobile configuré pour être déplacé entre une configuration fermée, prévenant la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection, et une configuration ouverte, permettant la rétro-injection de la matière plastique superflue dans la buse d’injection. La configuration de l’organe d’obstruction peut avantageusement être conditionnée par la position du dispositif de distribution de sorte que l’organe d’obstruction est disposé en configuration fermée lorsque le dispositif de distribution est dans la deuxième position et inversement.
A titre d’exemple non limitatif, le dispositif de distribution peut comprendre un dispositif hydraulique, notamment au moins un vérin.
Selon un exemple de réalisation, le moyen de réception peut comprend une cavité apte à recevoir la matière plastique superflue. De manière optionnelle avantageuse, au moins une dimension, notamment une longueur, du moyen de réception, par exemple de la cavité, peut être ajustée, le moyen de réception peut comprendre, par exemple, au moins un organe d’ajustement de ladite dimension tel qu’une rondelle ou un arrêtoir apte à former butée de la matière plastique superflue au sein dudit moyen de réception.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce injectée réalisée en au moins une matière plastique, notamment un caisson de hayon d’un véhicule automobile, par l’intermédiaire d’un système d’injection tel que précédemment exposé. Le procédé comprend :
- une étape préalable de positionnement du dispositif de distribution dans la première position, de sorte à mettre en œuvre la rétro-injection de matière plastique superflue vers la buse d’injection, ou dans la deuxième position, de sorte à mettre en œuvre le refoulement de matière plastique superflue vers le moyen de réception ; puis
- une étape d’injection de l’au moins une matière plastique dans le moule par l’intermédiaire de l’au moins une buse d’injection ; puis
- une étape d’injection d’au moins un fluide dans la matière plastique injectée de sorte à la déplacer dans le moule, notamment dans le canal d’alimentation.
Notamment, lors de l’étape d’injection de fluide, le procédé peut comprendre l’une d’une sous-étape d’ouverture ou d’une sous-étape d’obstruction de la buse d’injection en fonction de la position du dispositif de distribution. La sous-étape d’obstruction peut être seulement exécutée lorsque le dispositif de distribution est dans la deuxième position de sorte à prévenir la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection et la sous-étape d’ouverture peut être seulement exécutée lorsque le dispositif de distribution est dans la première position de sorte à permettre la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection.
En ce sens, l’invention peut concerner une série de pièces injectées produites par le système d’injection selon l’invention et/ou résultant du procédé tel qu’exposé précédemment, dans laquelle au moins une première pièce peut comprendre, au moment de son démoulage, un résidu plastique solide issu du moyen de réception et au moins une deuxième pièce peut être dépourvue d’un tel résidu.
D’autres détails, caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, à titre indicatif et non limitatif, en relation avec les différents exemples de réalisation illustrés sur les figures suivantes :
La est une vue schématique en coupe d’un mode de réalisation d’un système d’injection selon un mode de réalisation de l’invention.
La est une vue schématique en perspective du système d’injection selon le mode de réalisation de l’invention.
La est une vue schématique en perspective d’un site d’injection de matière plastique au sein du système d’injection selon le mode de réalisation de l’invention.
La est vue partielle en perspective d’un mode de réalisation d’un moyen de réception du système d’injection selon le mode de réalisation de l’invention.
La est une vue partielle en perspective d’un mode de réalisation d’un dispositif de distribution du système d’injection selon le mode de réalisation de l’invention.
La est une représentation schématique d’un exemple d’une pièce injectée obtenue par l’intermédiaire du système d’injection selon le mode de réalisation de l’invention.
Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un mode de réalisation d’un système d’injection 1 d’au moins une matière plastique assisté par fluide pour la fabrication d’une pièce injectée. Le système d’injection 1 comporte au moins un moule 2 définissant une empreinte 21 de la pièce et au moins une unité d’alimentation 3 de l’empreinte 21 en matière plastique et en fluide. Un tel système est destiné à la mise en œuvre d’un procédé d’injection d’au moins une matière plastique assisté par fluide, ou autrement dit, à un procédé de fabrication d’une pièce injectée mettant en œuvre un tel système d’injection 1.
Par « plastique » ou « matière plastique », on entend au moins un polymère synthétique ou artificiel durci, tel que du polypropylène ou encore du polyamide, dans le cadre du procédé de fabrication tel qu’exposé ci-après. Par exemple, la matière plastique peut comporter un ou plusieurs polymères, des charges, des plastifiants et des additifs. Egalement, chaque occurrence du terme « plastique » peut être remplacée par le terme « thermoplastique ». Ainsi, portée à une chaleur prédéterminée, la matière plastique présente un aspect malléable et peut être injectée dans le moule 2, et, lorsqu’elle est refroidie elle devient solide de sorte à assurer l’aspect structurel de la pièce 8 injectée.
Par ailleurs, la présente invention peut s’appliquer à l’injection d’une ou plusieurs matière(s) plastique(s) présentant, par exemple, des caractéristiques mécaniques différentes, notamment de raideur.
On entend par « injection assistée par fluide » une technique particulière de moulage permettant l’obtention de pièce en plastique au moins en partie creuse. En l’espèce, la pièce 8 injectée est, à titre d’exemple non limitatif, un caisson de hayon destiné à un véhicule automobile, tel qu’illustré à la . De manière générale, cette technique prévoit l’utilisation d’un moule 2 dans lequel sont injectés au moins une matière plastique et un fluide permettant de plaquer ladite matière plastique injectée contre une surface interne du moule 2, notamment dans une empreinte 21 de la pièce 8 de sorte à générer la pièce creuse. Le fluide injecté lors du moulage peut, par exemple, être un liquide, notamment de l’eau, ou encore un gaz, tel que de l’azote ou du CO2.
Cette technique étant connue de l’Homme du métier, elle ne sera pas décrite en détail dans la présente invention.
Egalement, de manière générale, le système d’injection 1 peut comprendre une vis 11 mobile en rotation actionnée par un moteur 12, notamment un servomoteur 12. La vis 11 est disposée dans un cylindre 13 chauffant dans lequel est injectée de la matière plastique solide. La matière plastique est chauffée, fondue et mélangée dans le cylindre 13 puis est déplacée vers une buse d’injection 4 en vue de son injection dans le moule 2.
Le moule 2 définit l’empreinte 21 de la pièce 8 désirée, c’est-à-dire sa forme. Selon l’invention, le moule 2 comporte au moins un canal d’alimentation 22 compris dans l’empreinte et permettant la circulation de la matière plastique et/ou du fluide. Le canal d’alimentation 22 est fluidiquement relié à tout ou partie de l’empreinte 21, de sorte que la matière plastique injectée circulant dans le canal d’alimentation 22 peut se répandre en différent points de l’empreinte 21 pour former la pièce 8 et que la matière plastique comprise dans le canal d’alimentation est comprise dans la pièce 8.
Le canal d’alimentation 22 peut, en outre, permettre de définir un élément de renfort 81, aussi appelé veine de renfort, au sein de la pièce obtenue. En effet, tel qu’exposé précédemment, l’injection de fluide dans le canal d’alimentation 22 rempli de matière plastique entraine le plaquage de celle-ci contre la surface intérieure du moule 2, formant ainsi une structure présentant un profil creux, schématisé par une ligne pointillée sur la , ici l’élément de renfort 81. Cet élément de renfort 81 présente avantageusement une raideur plus importante participant à la bonne tenue de la pièce 8. L’élément de renfort 81 peut s’étendre linéairement et préférentiellement de manière continue sur tout ou partie de la pièce 8, notamment d’un contour de la pièce 8.
En l’espèce, le moule 2 définit deux canaux d’alimentation 22 de forme et de positionnement sensiblement symétriques relativement à un plan médian 500 de la pièce 8 ou du moule 2. Ces canaux comprennent chacun une forme sensiblement en « U » comportant une première portion extrême 221 et une deuxième portion extrême 222, opposées l’une à l’autre.
Le moule 2 peut comprendre une partie fixe 23, relativement à l’unité d’alimentation 3, et une partie mobile 24. Par exemple de telles parties fixe 23 et mobile 24 sont deux demi-coques complémentaires qui, lorsqu’elles sont assemblées forment le moule 2 et définissent l’empreinte 21 et/ou le canal d’alimentation 22. Selon un exemple de réalisation, le canal d’alimentation 22 peut comprendre deux demi-canaux présentant chacun un profil en « U » complémentaire et compris dans des parties distinctes du moule 2 de sorte à former le canal d’alimentation 22 lorsque le moule 2 est assemblé.
De manière générale, l’unité d’alimentation 3 du système d’injection 1 comprend au moins une buse d’injection 4 de matière plastique, au moins une buse d’alimentation 5 en fluide, au moins un moyen de réception 6 d’une masselotte et au moins un dispositif de distribution 7 régulant sélectivement la circulation de la matière plastique dans le moule 2, notamment vers la buse d’injection 4 ou vers le moyen de réception 6.
La buse d’injection 4 est configurée pour mettre en œuvre, selon le besoin, l’injection de matière plastique dans le moule 2 ou la rétro-injection de matière plastique superflue. Par « rétro-injection » on entend que l’unité d’alimentation 3 est apte, suite à l’injection de fluide, à récupérer de la matière plastique superflue renvoyée, ou refoulée, par le fluide. Cette matière plastique superflue est renvoyée dans la buse d’injection 4, notamment vers le cylindre 13 et la vis 11 tel que précédemment exposés afin d’être utilisée pour la réalisation d’une pièce 8 injectée ultérieure, limitant ainsi les pertes de matière plastique.
L’au moins une buse d’alimentation 5 est apte à injecter le fluide sous pression dans la matière plastique injectée de sorte à former l’élément de renfort 81 dans tout ou partie du canal d’alimentation 22 et à déplacer la matière plastique dans le moule 2. A titre d’exemple, l’au moins une buse d’alimentation 5 est reliée à un réservoir de stockage du fluide, un tel fluide étant, notamment, mis sous pression par l’intermédiaire d’un compresseur, non représentés.
Le moyen de réception 6 d’une masselotte de matière plastique est également apte à recevoir de la matière plastique superflue. Similairement à ce qui a été exposé en référence au principe de « rétro-injection », la matière plastique refoulée dans le moule 2 du fait de l’injection du fluide se déplace dans l’espace accessible, en l’espèce le moyen de réception 6. A l’inverse du principe de rétro-injection, la matière plastique superflue reçue dans le moyen de réception 6 va refroidir et être solidifiée. Elle ne peut être immédiatement réutilisée directement en vue de la réalisation d’une pièce injectée ultérieure et devra soit être éliminée, soit recyclée. En d’autres termes, elle nécessitera un traitement additionnel de la pièce 8 injectée une fois celle-ci extraite du moule 2.
Tel que davantage détaillé sur les figures 3 et 4, le moyen de réception 6 peut notamment comprendre une cavité 61 apte à recevoir la matière plastique superflue. Autrement dit, une telle cavité 61 est fluidiquement reliée à l’empreinte 21 et/ou au canal d’alimentation 22, que ce soit directement ou indirectement. Par exemple, une telle cavité 61 peut être limitée par la partie fixe 23 et/ou la partie mobile 24 du moule 2. En l’espèce, la cavité 61 est délimitée par la partie fixe 23 et la partie mobile 24 du moule 2.
Avantageusement, la cavité 61 peut présenter une forme allongée, par exemple, de manière non limitative, une forme cylindrique ou sensiblement en serpentin, c’est-à-dire de forme allongée sinueuse. De manière optionnelle, le système d’injection 1 peut être configuré de sorte qu’au moins une dimension, notamment une longueur, de la cavité 61 du moyen de réception 6 peut être ajustée. En ce sens, le moyen de réception 6 peut ainsi comprendre au moins un organe d’ajustement 62 de ladite dimension, tel qu’une rondelle ou un arrêtoir, par exemple rapporté et destiné à être disposés dans la cavité 61 du moyen de réception 6 de sorte à en réduire la longueur. Autrement dit, l’organe d’ajustement 62 forme butée de la matière plastique superflue dans le moyen de réception 6.
Ainsi, au sein du système d’injection 1, l’au moins une buse d’injection 4 de matière plastique est, directement ou indirectement, fluidiquement reliée au canal d’alimentation 22, et donc à l’empreinte 21. Il en va de même pour l’au moins une buse d’alimentation 5 en fluide et le moyen de réception 6.
Tel que représenté par la , le dispositif de distribution 7 comprend, par exemple, un robinet 71 ou une vanne et est configuré pour être déplacé entre au moins une première position et une deuxième position afin de diriger sélectivement la circulation de la matière plastique, en particulier de la matière plastique superflue refoulée par le fluide, dans le moule 2. Le moyen de distribution peut notamment comprendre un dispositif hydraulique 72 apte à mettre en mouvement un robinet 71 entre la première position et la deuxième position.
En particulier, dans l’exemple de réalisation illustré, lorsque le dispositif de distribution 7 est déplacé dans la première position, il permet la rétro-injection de matière plastique superflue vers la buse d’injection 4 et, lorsqu’il est déplacé dans la deuxième position, il permet le refoulement de la matière plastique superflue vers le moyen de réception 6.
Les figures 2 à 4 détaillent davantage l’unité d’alimentation 3 et le positionnement relatif de ses différents composants au sein du système d’injection 1. Dans les figures 3 et 4, la buse d’injection 4 n’est pas représentée à des fins de clarté. La description ci-après est faite en référence à une unité d’alimentation 3, il est néanmoins entendu qu’un même système d’injection 1 peut comprendre une pluralité d’unités d’alimentation 3. Similairement, toute description faite en référence à une buse d’alimentation 5, une buse d’injection 4 ou un moyen de réception 6 peut s’étendre à tout ou partie d’une pluralité de ces éléments, dans une même unité d’alimentation 3 ou dans différentes unités d’alimentation 3.
La buse d’injection 4 de matière plastique et la buse d’alimentation 5 en fluide présentent un positionnement distinct au sein du moule 2, c’est à dire que la buse d’injection 4 et la buse d’alimentation 5 d’une même unité d’alimentation 3 ne sont pas confondues ou ne mettent pas en œuvre une injection coaxiale. La buse d’injection 4 et/ou la buse d’alimentation 5 peuvent être comprises dans une même partie, fixe 23 ou mobile 24 du moule 2. En l’espèce, et selon un exemple de réalisation préférentiel, la buse d’injection 4 et la buse d’alimentation 5 sont comprises dans la partie fixe 23.
Selon l’exemple illustré, la buse d’injection 4 de matière plastique est disposé aux abords de la première portion extrême 221 du canal d’alimentation 22, c’est-à-dire de façon à présenter une plus grande proximité avec la première portion extrême 221 qu’avec la deuxième portion extrême 222.
A l’inverse, la buse d’alimentation 5 en fluide est disposée aux abords de la deuxième portion extrême 222, c’est-à-dire de manière à présenter une plus grande proximité avec la deuxième portion extrême 222 qu’avec la première portion extrême 221. Autrement dit, la buse d’alimentation 5 et la buse d’injection 4 sont disposées à l’opposé l’une de l’autre relativement au canal d’alimentation 22.
De manière connue, la buse d’injection 4 comprend une ouverture 41 fluidiquement connectée au canal d’alimentation 22 d’une part, et au cylindre 13 d’autre part. Par exemple, la buse d’injection 4 peut s’ouvrir sur un canal primaire 25 et/ou une zone de retrait primaire 26 reliant fluidiquement le canal d’alimentation 22 à la buse d’injection 4 et au niveau duquel peut être injectée la matière plastique. Le canal primaire 25 ou la zone de retrait primaire 26 forme ainsi une « zone d’injection 42 » au niveau de laquelle le remplissage de l’empreinte 21 est initié, comme représenté par la .
Selon un exemple de réalisation particulier préféré, la buse d’injection 4 peut, en outre, comprendre un organe d’obstruction mobile, non représenté, configuré pour être déplacé entre une configuration fermée, prévenant la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection 4, et une configuration ouverte, permettant la rétro-injection de la matière plastique superflue dans la buse d’injection 4. En d’autres termes, un tel organe d’obstruction peut sélectivement participer à prévenir le renvoi de la matière plastique superflue dans la buse d’injection 4.
On entend par exemple par « configuration fermée » que l’organe d’obstruction vient fermer l’ouverture 41 de la buse d’injection 4, interrompant de ce fait la liaison fluidique entre l’empreinte 21 et la buse d’injection 4. A l’inverse, on entend alors par « configuration ouverte » que l’organe d’obstruction dégage, au moins partiellement, une telle ouverture 41.
Notamment, la configuration dans laquelle est disposé l’organe d’obstruction peut être conditionnée par la position du dispositif de distribution 7. Par exemple, et tel que davantage exposé en référence au procédé selon l’invention, l’organe d’obstruction peut être disposé en configuration fermée lorsque le dispositif de distribution 7 est dans la deuxième position de façon à seulement diriger la matière plastique superflue vers le moyen de réception 6. A l’inverse, l’organe d’obstruction peut être disposé en configuration ouverte lorsque le dispositif de distribution 7 est dans la première position, de sorte à permettre le renvoi de la matière plastique superflue vers la buse d’injection 4.
Les emplacements du moyen de réception 6 et du dispositif de distribution 7 sont particulièrement optimisés afin de limiter la quantité de matière plastique perdue susceptible d’être générée au sein du moule 2 lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention. On entend par « matière plastique perdue » de la matière plastique qui n’est pas directement nécessaire à la réalisation de la pièce 8 et qu’il pourra être nécessaire d’éliminer suite au procédé de fabrication de la pièce 8 ou lors de la finalisation de la pièce 8. La matière plastique perdue comprend notamment, mais non de manière limitative, de la matière plastique superflue refoulée envoyée vers le moyen de réception 6.
Le moyen de réception 6 de matière plastique superflue est disposé à proximité de la zone d’injection 42, ou, autrement dit, à proximité de la buse d’injection 4 de matière plastique. En particulier, le moyen de réception 6 est fluidiquement relié au canal d’alimentation 22, de manière directe ou indirecte, au niveau d’un site d’insertion 63 du moyen de réception 6. Selon des exemples de réalisation non limitatifs, le site d’insertion 63 peut être compris dans le canal primaire 25 ou dans la zone de retrait primaire 26 ou directement au niveau du canal d’alimentation 22.
Le dispositif de distribution 7 peut être compris dans l’une de la partie mobile 24 ou de la partie fixe 23 du moule 2 et être disposé se sorte à être déplacé dans le moule 2, notamment en direction de l’autre de la partie fixe 23 ou de la partie mobile 24. Un exemple, non limitatif, de dispositif de distribution 7 est illustré à la , dans laquelle, à des fins de clarté, la partie mobile 24 du moule 2 n’est pas représentée et la partie fixe 23 du moule 2 est seulement partiellement représentée. Le dispositif de distribution 7 peut être porté par le partie mobile 24 du moule 2 de sorte à être déplacé vers la partie fixe 23 du moule 2, par exemple vers la première position.
Au sein du système d’injection 1, le dispositif de distribution 7 est disposé de sorte à présenter une plus grande proximité avec la première portion extrême 221 qu’avec la deuxième portion extrême 222 du canal d’alimentation 22. Autrement dit, le dispositif de distribution 7 est disposé de sorte à présenter une plus grande proximité avec la buse d’injection 4 qu’avec la buse d’alimentation 5. En particulier, le dispositif de distribution 7 est disposé de sorte à être interposé, selon un sens de circulation de la matière plastique dans le moule 2, dont un exemple est illustré par des flèches à la , entre le canal d’alimentation 22 et tout ou partie du moyen de réception 6, en particulier de la cavité 61.
De manière préférentielle, le dispositif de distribution 7 est disposé de sorte à s’étendre au travers du moyen de réception 6 lorsqu’il est disposé dans la première position, c’est-à-dire lorsqu’il permet la rétro-injection de la matière plastique superflue.
Notamment, dans l’exemple de réalisation illustré, le dispositif de distribution 7 est disposé de sorte à s’étendre aux abords du site d’insertion 63 du moyen de réception 6 lorsqu’il est déplacé dans la première position. En particulier, le dispositif de distribution 7 est disposé de sorte que, lorsqu’il est positionné dans la première position, il s’inscrit en partie dans la surface intérieure du moule 2 délimitant l’empreinte 21 de la pièce 8. Autrement dit, lorsque le système d’injection 1 met en œuvre la rétro-injection de la matière plastique superflue et que cette dernière est renvoyée vers la buse d’injection 4, le dispositif de distribution 7 est en partie confondu avec le site d’insertion 63 du moyen de réception 6 et participe à délimiter la surface intérieure du moule 2.
Un tel positionnement permet, de manière avantageuse, de réduire, voire d’éliminer, la présence de matière plastique perdue qui serait ici présente entre le site d’insertion 63 du moyen de réception et le dispositif de distribution 7 lorsque le système d’injection met en œuvre la rétro-injection de la matière plastique. Il n’est alors pas, ou peu, nécessaire de traiter la pièce 8 injectée obtenue ultérieurement à son démoulage en vue d’éliminer des résidus plastiques indésirables.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce 8 injectée réalisée en au moins une matière plastique par l’intermédiaire du système d’injection 1 tel qu’exposé précédemment. Autrement dit, le procédé de fabrication est assimilable à un procédé d’utilisation ou de mise en œuvre du système d’injection 1 selon l’invention. En l’espèce, la pièce 8 réalisée est, de manière non limitative, un caisson de hayon d’un véhicule automobile.
Le procédé comprend au préalable une étape de fourniture d’un moule 2 dont la surface intérieure délimite au moins la forme souhaitée de la pièce 8, en l’espèce d’un caisson de hayon.

Puis, le procédé comprend une étape de positionnement du dispositif de distribution 7 soit dans la première position, soit dans la deuxième position. Dans la première position, le système d’injection 1 exécute un premier mode d’exécution permettant la mise en œuvre de la rétro-injection de matière plastique superflue vers la buse d’injection 4 lors de l’exécution des étapes ultérieures du procédé. La perte de matière plastique est alors minimisée, voire nulle, puisqu’elle est récupérée en vue d’une injection dans un cycle de moulage ultérieur, et donc pour une autre pièce 8.
Dans la deuxième position, le système d’injection 1 exécute un deuxième mode d’exécution assurant le refoulement de matière plastique superflue vers le moyen de réception 6 lors de l’exécution des étapes ultérieures du procédé. Dans un tel cas, de la matière plastique est perdue, c’est-à-dire qu’un excédent de matière est intégré à la pièce 8, qu’il est ensuite nécessaire d’éliminer.
Par ailleurs, la position du dispositif de distribution 7, et donc le mode d’exécution initié, peut être commandé par une unité de contrôle, non représentée, en fonction d’au moins un programme prédéterminé ou en fonction d’un programme sélectionné par un opérateur. Particulièrement, dans un tel programme, la première position peut être définie comme la position ou le mode par défaut, tandis que la deuxième position est une position ou un mode de secours. En d’autres termes, le système d’injection 1 et le procédé selon l’invention peuvent alors exécuter, par défaut, le premier mode d’exécution, c’est à dire la rétro-injection de la matière plastique dans la buse d’injection 4 et, si nécessaire, le système et le procédé peuvent être basculés sur le deuxième mode d’exécution. Un tel basculement peut être exécuté automatiquement ou du fait d’une intervention d’un opérateur, par exemple lorsqu’une instabilité ou des défauts sont détectés lors de l’exécution du procédé selon le premier mode.
Par la suite, le système d’injection 1 réalise une étape dite de plastification de la matière plastique, au cours de laquelle la matière plastique solide est fondue. De manière générale, la vis 11 est mise en rotation par le moteur 12 dans le cylindre 13 chauffant. La matière plastique solide est envoyée vers le cylindre 13 dans lequel elle est chauffée et fondue.
L’au moins une matière plastique, fondue, est ensuite injectée dans le moule 2 par l’intermédiaire de l’au moins une buse d’injection 4. On comprend que la matière plastique injectée dans le moule 2 se présente sous la forme d’une matière ductile/liquide afin de se répartir dans ledit moule 2. La matière plastique s’écoule dans le moule 2, c’est-à-dire au moins dans le canal d’alimentation 22 et l’empreinte 21 de la pièce 8 désirée, afin de le remplir, de préférence intégralement. Avantageusement, le moule 2 est positionné de sorte que la ou les buses d’injection présente un positionnement haut le long d’une direction verticale, par exemple pour un moule 2 disposé verticalement ou sensiblement verticalement, de sorte que l’écoulement de la matière plastique est facilité par la gravité.
Le fluide est ensuite injecté dans le moule 2, particulièrement dans la matière plastique injectée, par l’intermédiaire de la ou des buses d’alimentations 5 depuis une zone d’alimentation 50, de préférence disposé à l’opposé du canal d’alimentation 22 relativement à la buse d’injection 4. En l’espèce, la zone d’alimentation 50 présente une disposition basse par rapport à la zone d’injection 42. Le fluide plaque la matière plastique contre la surface intérieure du moule 2 et la déplace dans ce dernier, notamment afin qu’elle remonte dans le canal d’alimentation 22. Il en résulte que la pièce 8 injectée comprend des formes de profil creux, ou élément de renfort 81. Il est entendu que le moule 2 peut être configuré de sorte à former des pièces 8 présentant un profil creux ou encore une combinaison de formes présentant des profils creux et des profils pleins, étant entendu que chaque corps creux structurel est obtenu par coopération de la matière plastique injectée dans le moule 2 avec un fluide injecté.
Du fait de l’injection du fluide dans le moule intégralement rempli, de la matière superflue, ou excédentaire, doit être évacuée. Tel qu’exposé ci-dessus, lorsque le premier mode d’exécution est mis en œuvre, c’est-à-dire la rétro-injection, le dispositif de distribution 7 est placé en première position de sorte à diriger cette matière plastique superflue vers la buse d’injection 4 et donc à obturer l’accès au moyen de réception 6. La matière plastique superflue est ainsi déplacée, tel qu’illustré à la par des flèches pleines, le long du canal d’alimentation 22 puis dans le canal primaire 25 et la zone de retrait 26 avant d’être renvoyé dans la buse d’injection 4, non représentée, notamment dans le cylindre 13.
A l’inverse, lorsque le deuxième mode d’exécution est mis en œuvre, le dispositif de distribution 7 est placé en deuxième position, la matière plastique superflue est dirigée vers le moyen de réception 6, tel qu’illustré par les flèches pointillées.
De manière particulière, le procédé et le système selon l’invention peuvent être configurés afin que, lors de l’étape d’injection de fluide, l’une d’une sous-étape d’ouverture ou d’une sous-étape d’obstruction de la buse d’injection 4 est mise en œuvre en fonction de la position du dispositif de distribution 7, c’est-à-dire en fonction du mode d’exécution mis en œuvre.
Par « sous-étape d’ouverture » on entend que la buse d’injection 4 permet la rétro-injection de la matière plastique. Par exemple, dans le système d’injection 1 précédemment exposé, l’ouverture 41 de la buse d’injection 4 est dégagée par l’organe d’obstruction. A l’inverse, par « sous-étape d’obstruction » on entend que la buse d’injection 4 ne permet pas la rétro-injection de la matière plastique. Par exemple, dans le système d’injection 1 précédemment exposé, l’ouverture 41 est obstruée par l’organe d’obstruction.
Notamment, dans l’exemple décrit, la sous-étape d’obstruction est seulement exécutée lorsque le dispositif de distribution 7 est dans la deuxième position, c’est-à-dire pour le deuxième mode d’exécution, de sorte à prévenir la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection 4 lorsque celle-ci doit être dirigée vers le moyen de réception 6. A l’inverse, la sous-étape d’ouverture 41 est seulement exécutée lorsque le dispositif de distribution 7 est dans la première position, c’est-à-dire pour le premier mode d’exécution, de sorte à permettre la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection 4.
Ensuite, le procédé peut comporter une étape de maintien de la pression du fluide injecté jusqu’à solidification de la matière plastique injectée dans le moule 2. En particulier, le moule 2 peut être tel qu’il permet, après l’injection de la matière plastique et l’injection du fluide, d’obtenir une pièce 8 monolithique, c’est-à-dire un ensemble monobloc. Une telle pièce présente l’avantage d’un gain de temps en termes d’assemblage.
La pièce 8 ainsi refroidie et solidifiée est ensuite éjectée du moule 2 et, après la fermeture du moule 2, un nouveau cycle de moulage d’une nouvelle pièce 8 injectée comprise dans la même série de pièces 8 peut alors être initiée.
Ainsi, le système d’injection 1 et le procédé selon l’invention permettent avantageusement d’optimiser la fabrication de pièces 8 par injection de matière plastique. En effet, l’invention permet la mise en œuvre sélective d’un mode d’exécution permettant la rétro-injection de la matière plastique superflue, limitant les pertes de matière plastique et le coût en résultant, ou d’un mode d’exécution permettant le refoulement de la matière plastique par un moyen de réception 6 de masselotte lorsque le système ou le procédé ne permet pas la rétro-injection adaptée ou stable de la matière plastique. De ce fait, à l’échelle d’une même série de pièces 8 injectées, le système d’injection 1 peut mettre en œuvre l’un et/ou l’autre de ces modes de réalisation selon le besoin, simplifiant ainsi le procédé d’injection et réduisant les coûts dus à l’achat de différentes machines ainsi qu’aux pertes de matière plastiques observées à l’échelle d’une série de pièces 8 par rapport à un système ou un procédé apte à mettre en œuvre seulement l’injection de matière par rétro-injection ou seulement l’injection de matière par refoulement de la matière superflue vers un moyen de réception 6.
Aussi, l’invention peut s’étendre à une série de pièces 8 injectées produites par le système selon l’invention et/ou résultant du procédé selon l’invention, dans laquelle au moins une première pièce 8 peut comprendre, au moment de son démoulage, un excédent plastique solide issu du moyen de réception 6 et au moins une deuxième pièce 8, distincte de la première pièce 8, peut être dépourvue d’un tel excédent.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens dans la mesure où ils remplissentin fineles fonctionnalités décrites et illustrées dans le présent document.

Claims (10)

  1. Système d’injection (1) d’au moins une matière plastique assisté par fluide pour la fabrication d’une pièce (8) injectée, le système comportant au moins un moule (2) définissant une empreinte (21) de la pièce (8) et au moins une unité d’alimentation (3) de l’empreinte (21) en matière plastique et en fluide caractérisé en ce que :
    - le moule (2) comporte au moins un canal d’alimentation (22) permettant la circulation de la matière plastique et/ou du fluide et fluidiquement relié à l’empreinte (21);
    - l’unité d’alimentation (3) comprend au moins une buse d’injection (4), apte à mettre en œuvre d’une part l’injection de matière plastique dans l’empreinte (21) et d’autre part la rétro-injection de matière plastique superflue, au moins une buse d’alimentation (5), apte à injecter un fluide sous pression dans la matière plastique injectée de sorte à déplacer la matière plastique dans le moule (2), et un moyen de réception (6) d’une masselotte de matière plastique, chacun étant fluidiquement relié au canal d’alimentation (22) ;
    - l’unité d’alimentation (3) comprenant, en outre, un dispositif de distribution (7) configuré pour être déplacé entre au moins une première position, permettant la rétro-injection de matière plastique superflue vers la buse d’injection (4), et une deuxième position, permettant le refoulement de matière plastique superflue vers le moyen de réception (6).
  2. Système d’injection (1) selon la revendication précédente, dans lequel la buse d’injection (4) de matière plastique et la buse d’alimentation (5) en fluide présentent un positionnement distinct au sein du moule (2).
  3. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de distribution (7) est disposé de sorte à présenter une plus grande proximité avec la buse d’injection (4) qu’avec la buse d’alimentation (5).
  4. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, selon un sens de circulation de la matière plastique dans le moule (2), le dispositif de distribution (7) est disposé de sorte à être interposé entre le canal d’alimentation (22) et tout ou partie du moyen de réception (6).
  5. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de distribution (7) est disposé de sorte à s’étendre au travers du moyen de réception (6) lorsqu’il est disposé dans la première position.
  6. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de distribution (7) est disposé de sorte que, lorsqu’il est positionné dans la première position, il s’inscrit en partie dans une surface intérieure du moule (2) délimitant l’empreinte (21) de la pièce (8).
  7. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le moule (2) comprend une partie fixe (23) relativement à l’unité d’alimentation (3) et une partie mobile (24), le dispositif de distribution (7) étant porté par l’une de la partie fixe (23) ou de la partie mobile (24) du moule (2) et étant configuré pour être déplacé vers l’autre de la partie fixe (23) ou de la partie mobile (24) du moule (2) de sorte à assurer sélectivement l’écoulement de la matière plastique vers la buse d’injection (4) ou vers le moyen de réception (6).
  8. Système d’injection (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la buse d’injection (4) de matière plastique comprend un organe d’obstruction mobile configuré pour être déplacé entre une configuration fermée, prévenant la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection (4), et une configuration ouverte, permettant la rétro-injection de la matière plastique superflue dans la buse d’injection (4), la configuration de l’organe d’obstruction étant conditionnée par la position du dispositif de distribution (7) de sorte que l’organe d’obstruction est disposé en configuration fermée lorsque le dispositif de distribution (7) est dans la deuxième position et inversement.
  9. Procédé de fabrication d'une pièce (8) injectée réalisée en au moins une matière plastique, notamment un caisson de hayon d’un véhicule automobile, par l’intermédiaire d’un système d’injection (1) selon l’une des revendications 1 à 8, le procédé comprenant :
    - une étape préalable de positionnement du dispositif de distribution (7) dans la première position, de sorte à mettre en œuvre la rétro-injection de matière plastique superflue vers la buse d’injection (4), ou dans la deuxième position, de sorte à mettre en œuvre le refoulement de matière plastique superflue vers le moyen de réception (6); puis
    - une étape d’injection de l’au moins une matière plastique dans le moule (2) par l’intermédiaire de l’au moins une buse d’injection (4); puis
    - une étape d’injection d’au moins un fluide dans la matière plastique injectée de sorte à la déplacer dans le moule (2), notamment dans le canal d’alimentation (22).
  10. Procédé selon la revendication précédente, comprenant, lors de l’étape d’injection de fluide, l’une d’une sous-étape d’ouverture (41) ou d’une sous-étape d’obstruction de la buse d’injection (4) en fonction de la position du dispositif de distribution (7), la sous-étape d’obstruction étant seulement exécutée lorsque le dispositif de distribution (7) est dans la deuxième position de sorte à prévenir la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection (4) et la sous-étape d’ouverture (41) étant seulement exécutée lorsque le dispositif de distribution (7) est dans la première position de sorte à permettre la rétro-injection de matière plastique superflue dans la buse d’injection (4).
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