LU83521A1 - Procede de confection d'un modele,modele obtenu et procede de fabrication d'un moule au moyen de ce modile - Google Patents

Description

La présente invention se rapporte à un procédé perfectionné de confection de modèles de présentation ou maquettes, ainsi qu’à ces modèles et autres objets sculptés équivalents et à l'utilisation de ces modèles pour démontrer visuellement 5 l'aspect d'un objet en trois dimensions, ou pour confectionner un moule pour mouler ledit objet.

On utilise fréquemment pour la présentation et la vente d'objets très coûteux à des agents d'achats ou à des clients * des modèles en trois dimensions ou.maquettes de ces objets. De 10 cette façon, le client peut établir le dessin et l'aspect esthétique de l'article à acheter, à faire fabriquer ou à faire : livrer sur commande. Dans le cas d'un nouveau dessin de pneu matique ou même d'une semelle de chaussure d'une seule pièce, la préparation de la maquette peut être très coûteuse en main 15 d'oeuvre et en matière et la mise au point ainsique la fabrication des maquettes en trois dimensions exigent dans de nombreux cas des semaines ou même plusieurs mois en raison de la grande quantité de main d'oeuvre qu'implique le façonnage à la main.

20 Les modèles de présentation perfectionnés d'objets à trois dimensions suivant l'invention peuvent être produits de la façon,suivante : on forme un dessin au trait de l'objet en question à l'aide d'un programme d'ordinateur classique desti- * né, par exemple à l'étude d'une sculpture de pneumatique, on 25 affiche le dessin au trait par des moyens électroniques, par exemple à l'aide d'un tube cathodique, on photographie l'image affichée et'on développe la photographie pour obtenir un cliché transparent désiré, soit en positif, soit en négatif, on dispose ce cliché par rapport à une couche d’un photo-poly-30 mère liquide d'une épaisseur supérieure à 0,6 cra.de manière qu'une lumière actinique puisse traverser le cliché pour frapper le photo-polymère, de préférence par dessus plutôt que par dessous, on expose le photo-polymère liquide à la lumière actinique à travers le cliché pour durcir le photo-polymère 35 ainsi exposé et, ensuite, on sépare le liquide du photo-poly- / 9 — · »- 2 ' mère durci pour former le modèle constitué par un photo-poly-mère durci en trois dimensions qui présente 1 * asp - ' t de l’objet en question.

Ce modèle peut être présenté à J:-:n du client 5 ou éventuellement, on peut le placer dans.;nss ïôpp£^.i approprié pour former un moule permettant de moulerje-t^Sans la matière normalement utilisée pour la .

L’objet fini peut ainsi être facilemeaTL/fcfcdjem les essais - . . . . .le .'·ΰ« = et pour l*approbation par le c 1 refit -en -un ."tngrps tr.às court, 10 ‘fréquemment en quelques heures, au lieu des semaines qu’exigeaient les procédés de la technique antérieure..Lorsque l’article est une nouvelle sculpture de pneumatique et, plus spê-- . oralement, un nouveau dessin de bande ife-a»ulfemerî%V l’ordinateur peut être programmé de la façon classique ef «bien connue 15 pour élaborer les paramètres qui -donnent las caractéristiques désirées de niveau de bruit et de résistance -au dérapage sur ... *- surfaces sèches, mouillées ou verglacées et il peut ensuite recevoir les instructions pour établir un dessin sur un affichage électronique, par exemple sur un écran de tube cathodi-20 que, d’une façon qui est bien connue et quotidiennement utilisée dans la. technique des sculptures de pneumatiques.

Par ailleurs, par exemple, le dessin peut être celui d’une semelle de chaussure du type monobloc, pour ne citer que l’une des nombreuses applications.

25 Le cliché transparent est réalisé par des techniques photographiques bien connues, à l’aide d’un appareil photographique et dFun film. On prend une photographie de l’affichage électronique du dessin et on développe la-pellicule au coefficient d’agrandissement désiré pour le modèle voulu ou encore, 30 dans le cas d’un pneumatique, au grossissement nécessaire pour * · la dimension de pneumatique à fabriquer. On dispose de préférence le cliché sur un support, dans un dispositif à lumière ultraviolette au-dessus du photo-polymère liquide qui a été étalé sur un support de polymère en une couche d’une épaisseur 35 supérieure a 0,6 cm et, de préférence égale à 0,8 cm. On allume / ; ' i 3 i la lumière ultraviolette, par exemple émise par une lampe à vapeur de mercure ou au xénon, pour exposer le photo-polymère liquide. Pour déterminer la profondeur des rainures ou la hauteur des parties en relief on peut agir sur la durée de l’ex-5 position et de la pré-exposition rapide,

Il est préférable de régler la distance entre les lampes à ultraviolets placées au-dessus du photo-polymère sur ! ; une valeur comprise entre 12 et 60 cm, la distance préférée pour les lampes à vapeurs de mercure étant plus petite que 10 pour les lampes-au xénon. On remarquera que l’on peut agir sur le réglage de cette distance pour régler la pente des parties en relief du dessin, de manière à donner des inclinaisons variables aux flancs des rainures de la sculpture.

I On élimine le photo-polymère non exposé, qui est res- }-5 té liquide, par lavage ou soufflage pour laisser subsister le | polymère durci qui présente le dessin en trois dimensions de la bande de roulement ou autre objet.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux des-20 sins annexés donnés uniquement à titre d’exemple, - la Fig. 1 montre un dessin de bande de roulement affiché sur un tube à rayons cathodiques ; - la Fig. 2 est une vue partielle en perspective du dispositif d’exposition, qui montre les lampes à ultraviolets, 25 le cliché transparent sur son support ainsi que le support du photo-polymère liquide î * - la Fig. 3 est une vue en perspective qui illustre l’élimination du photo-polymère liquide du support par soufflage ; ... 30 - la Fig. 4 est une vue en perspective d’un modèle de présentation du dessin de bande de roulement correspondant à l’affichage électronique ; - les Fig. 5 et 6 sont des vues en coupe du modèle de présentation monté dans un support pour former un moule de / 35 pneumatique.

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Comme on l'a indiqué sur la Fig.l, le tube à rayons cathodiques 1 est connecté à un ordinateur classique (non représenté) et à un équipement logiciel correspondant (non représenté) qui est programmé pour déterminer la production d’un 5 dessin 2 de bande de roulement de pneumatique et son affichage en deux dimensions sur l’écran 3. On forme une image du dessin 2 à l’aide d’une chambre photographique appropriée, en exposant le film et en le développant ensuite pour obtenir un cli-• ché transparent négatif ou positif.

ÎO ! Le cliché transparent 4, qui a de préférence approxi mativement les dimensions de la bande de roulement désirée, est ensuite placé dans une région transparente d’un porte-clichés 5 et bloqué en position fixe sur ce support, de préférence par 1*action d'un vide transmis à une conduite 6, en mani-15 pulant un robinet V de la pompe à vide (non représentée). Le porte-cliché 5 de la Fig.2 est représenté disposé au-dessus d’un châssis porte-plaque 7. La distance entre le porte-cliché 5 et le porte-plaque 7 peut varier entre une distance à * peu près nulle, ce qui correspond à mettre le porte-cliché 5 20 pratiquement en contact avec le porte-plaque 7 et une distance | de 0,6 cm et de préférence une distance comprise entre 0,1 à ; 4 cm. Lorsque les deux éléments sont pratiquement en contact, : on utilise une pellicule non adhérente telle qu’une pellicule ; de polyester ou de polyéthylène pour empêcher le photo-poly-25 ; mère liquide d’eptrer en contact ave'c le porte-cliché et d’a-; dhérer à celui-ci.

Le porte-plaque 7 a de préférence des parois 8 qui re-' tiennent le photo-polymère liquide en une couche d’épaisseur . uniforme d*au moins 0,6 cm et de préférence de 0,8 cm ou plus.

'30 Oïl dépose sur le porte-plaque une quantité de photo polymère liquide suffisante pour remplir à débordement la ca-. vité délimitée par la paroi 8 de ce porte-plaque et on enlève le liquide en excès au moyen d’une lame racleuse (non repré-; sentêe) pour mettre la surface libre du liquide au niveau du 35 bord supérieur des parois 8. / 5

Le cliché transparent étant mis en position, comme indiqué par la référence 4 et le niveau du photo-polymère liquide affleurant le bord supérieur des parois 8, on expose le photo-polymère à la lumière ultraviolette émise par les lam-5 pes 9 en actionnant un interrupteur approprié (non représenté) connecté à ces lampes. La durée de l’exposition à la lumière détermine le taux de pénétration et de durcissement du photopolymère. Une brève exposition, exécutée sans que le cliché ; transparent ne soit en place, ou encore exécutée par dessous , 1° jà travers le porte-polymère transparent est avantageuse pour provoquer le durcissement sur une épaisseur initiale avant que le dessin ne soit mis en place.

On peut modifier la distance séparant les lampes, le . cliché transparent et le polymère pour commander la forme des I5 .flancs verticaux des rainures ou vallées 10 comprises entre les régions en relief 11. Normalement, une distance de 12 à 60 cm entre les lampes et le photo-polymère donne des flancs de vallées 12 à peu près verticaux, la distance étant choisie en fonction de la nature des sources lumineuses qui peuvent 20 être par exemple, des lampes au xénon ou à la vapeur de mercure.

La nature de l’invention et les nombreux avantages Qu’elle apporte seront plus faciles à comprendre à la lecture des exemples donnés ci-dessous, dans lesquels toutes les quantités et tous les pourcentages sont indiqués par parties en 25 poids, sauf spécifications contraires.

EXEMPLE 1 * ' On a établi un dessin de bande de roulement de pneu matique électroniquement au moyen d’un ordinateur et on l’a fait apparaître sur la face avant d’un tube cathodique, puis 30 on l’a photographié et on a confectionné un cliché-transparent aux dimensions de la bande de roulement. On a fixé le cliché à un porte-cliché, par dépression de façon qu’il soit placé au-dessus d*un porte-polymère rempli du polymère d’uréthane polyéther liquide des exemples du brevet. US 4 057 431, addi-35 tionné d’un photo-initiateur tel que la phénylacétophénone.

6 i !

On a tendu sur le photo-polymère une mince feuille de polyester (par exemple du Mylar) et on a réglé la distance entre le porte-cliché et le photo-polymère de manière à mettre les deux éléments à peu près en contact.

5 On a ensuite allumé les lampes actiniques, qui étaient dans cet exemple des lampes à vapeurs de mercure ; on les a réglées à environ 16 cm au-dessus du cliché avant de les al-‘ lumer pour une période, de 35 secondes. Ensuite, après avoir . retiré la feuille de polyester, on a soumis le porte-polymère 1 ÎO à 1*action d'une lame d’air chaud, pour éliminer par soufflage le polymère non exposé, qui n’avait pas subi la réaction et qui était resté liquide, en le faisant couler dans une auge réceptrice 13 afin de laisser subsister une bande de roulement tridimensionnelle comportant des cônes en relief 11 ainsi que 15 des rainures ou vallées larges 16 et des rainures ou vallées étroites. 10. Suivant la nature du dessin apparaissant sur le tube à rayons cathodiques et la durée de l’esqjosition, la hauteur des zones en relief peut varier entre au moins 0,6 cm et 1 à 2 cm au-dessus du fond des vallées. Par ailleurs, la lar-20 geur des vallées peut varier d’une faible valeur, par exemple de 0,1 à 2 cm jusqu'à une valeur plus forte de 1 à 2 cm ou plus.

EXEMPLE 2

On forme une série de segments de bande de roulement 25 conformément au procédé de l’exemple 1, sauf qu'on a mélangé le photo-polymère à un plastifiant polyester liquide pour ren-* dre le photo-polymère durci plus souple, de sorte qu’on a pu ’ cintrer les segments 16 pour les ajuster à l’intérieur d’un châssis de moule 20. On a placé des segments de flancs de pneu-., 30 matique produits de la même façon dans le châssis de moulage pour former un moule de pneumatique qui a pu être utilisé ensuite pour mouler un pneumatique au moyen d’une vessie. De cette façon, l'invention permet de mouler un pneumatique dans un temps très court sur la base.d'un dessin en deux dimensions 35 et en supprimant la nécessité de confectionner des moules en / ' 7 plâtre ou équivalent sculptés à la main comme ceux de la technique antérieure.

Bien que la Fig. 5 décrive l’utilisation de modèles ou maquettes d’un article, de préférence d’une maquette souple en 5 combinaison avec un dispositif de retenue femelle, il est évident que l’on peut utiliser un dispositif de retenue mâle dans . le cas où l’on doit confectionner plusieurs moules commerciaux, comme on l’a indiqué dans l’exemple suivant.

i EXEMPLE 3 • i 10· On a formé un modèle de pneumatique 18 en argile ayant une forme torique mais avec des dimensions réduites de façon qu’il puisse recevoir une maquette de pneumatique fabriquée comme on l’a décrit dans les exemples ci-dessus. La maquette 14 étant fixée au modèle en terre 18, on a refoulé de l’argile 15 molle et souple 19 à force contre la maquette 14 et, ensuite, dans la cavité comprise entre la maquette 14 et la paroi extérieure 20, pour former une empreinte en terre ou moule du pneumatique, moule qui a pu être utilisé pour former un moulage métallique utilisable pour la confection d’un moule industriel. 20 Les clichés négatifs et positifs sont bien connus dans | la technique photographique ; de même on connaît des modèles ; négatifs -ou femelles et positifs ou mâles dans la technique du ' moulage. Par exemple, la maquette 14 de la Fig.6 est montée ! sur un support pour donner un modèle positif ou mâle tandis 25: que le modèle de la Fig.5 porte la sculpture de bande de roule-j ment représentée dans un pneumatique pour former un négatif. ou v » \modèle femelle.

; Bien qu’on puisse utiliser des photo-polymères ou mo nomères liquides photo-polymérisables, le type polyuréthane 30 est particulièrement bien approprié, en raison de la facilité avec laquelle on peut le traiter et le durcir. Les uréthanes ·. polyéther et les uréthanes polyester sont des uréthanes qui contiennent des groupes résiduels obtenus en faisant réagir de l’acide hydroxy-acrylique ou hydroxyméthacrylique ou des 35 esters de ces acides, de préférence un alcool possédant envi- 0 8 * ron 1 à 20 atones de carbone, la plage préférée du nombre d'atomes en carbone étant de 2 à 10.

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Claims (16)

1. Procédé pour mouler un objet décoratif en trois dimensions dans lequel les parties évidées ou en relief ont une profondeur ou une hauteur d’ap moins 0,6 cm, ce procédé 5 étant caractérisé en ce que : (a) on forme un dessin (2) au trait dudit objet par voie électronique et on l’affiche égale-_ ment par voie électronique, (b) on photographie ce dessin pour ! former un cliché photographique transparent, (c) on place ce v | cliché transparent au-dessus d’une couche d’un photo-polymère 10 liquide, d’une épaisseur supérieure à 0,6 cm, (d) on expose le photo-polymère à une lumière actinique à travers ledit cliché transparent pour durcir le photo-polymère et (e) on enlève le liquide du photo-polymère durci pour former un objet ; tridimensionnel qui présente l’aspect du dessin. 15

2 - Maquette ou modèle d’un objet présentant une forme à trois dimensions, caractérisée en ce qu’il est formé d'un photo-polymère durci, ce photo-polymère durci présentant des régions qui ont une hauteur ou “épaisseur supérieure d’au moins ; 0,6 cm à la hauteur ou à l’épaisseur d’autres régions du dessin. 20

3 - Maquette ou modèle suivant la revendication 2, ca- ί ractérisê en ce que ledit objet est un pneumatique.

4. Maquette ou modèle suivant la revendication 2, ca ractérisé en ce que ledit objet est au moins une partie d’une ; bande de roulement d’un pneumatique. 25;

5 - Maquette ou modèle suivant la revendication 2, ca- v ractêrisé en ce qu’au moins certaines régions de photo-poly-; mère durci ont une hauteur supérieure d’au moins 0,8 cm à cel-| les d’autres régions.

6. Maquette ou modèle suivant la revendication 2, ca-30 ractêrisé en ce que le photo-polymère est un polyéther uré-thane.

7. Maquette ou modèle suivant la revendication 6, ca ractérisé en ce que le polyéther urêthane durci contient les 10 * ► ! i i liques ou de son ester ou de l’acide hydroxyméthacrylique ou de son ester.

8. Maquette ou modèle suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le polyéther uréthane contient des grou- 5 pes résiduels issus de la réaction du dialkyl-diaminométhacry-late ou acrylate dans lequel le radical alkyle contient 1 à 10 atomes de carbone.

9. Maquette ou modèle suivant la revendication 1, ca- -« t i ractérisê en ce que certaines zones 11 de hauteurs différentes ‘ i ÎO ! sont séparées par des vallées 10 ayant une largeur qui peut descendre jusqu’à 0,1 cm et d’autres d’une largeur supérieure à 0,5 cm.

10. Maquette ou modèle suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la forme d'un flanc 12 de vallée 10 est * { 15 pratiquement verticale et s’étend sur au moins 1 cm.

11. Maquette ou modèle suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce qu'il constitue un modèle de semelle de chaussure. , * .

12. Maquette ou modèle suivant la revendication 1, ca- 20 ractérisé en ce qu’il constitue au moins une partie d'une cais- I se de véhicule.

13. Procédé pour mouler un article décoratif tridi- : mensionne! tel que défini suivant la revendication 1, carac-·; térisé en ce que le cliché transparent 4 couvre au moins une 25 ipartie d'une semelle de chaussure.

14. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé * Y , i en ce que l’objet comprend des régions en relief 11 séparées ·; par des vallées 10 certaines des régions en relief ayant une · hauteur supérieure d’au moins 0,8 cm à celles d’autres régions, 30 certaines vallées ÎO ayant une largeur non supérieure à 0,1 ou 0,3 eut et d'autres ayant une largeur d'au moins 0,8 cm.

15. Procédé pour confectionner rapidement un moule ‘ pour le moulage d'un objet, ce procédé étant caractérisé en ce que : (à) on forme un dessin de l’objet ; (b) on photogra- 35 phie ce dessin pour former un cliché photographique transpa- / « 11 rent, (c) on place ce cliché photographique transparent 4 au-dessus d'une couche photo-polymère liquide d'une épaisseur supérieure à 0,6 cm ; (d) on expose le photo-polymère à une lumière actinique à travers le cliché transparent 4 pour dur-5 cir le photo-polymère, (e) on sépare le photo-polymère liquide du photo-polymère durci pour former une maquette ou modèle tridimensionnel qui a l'aspect du dessin, en positif ou mâle ou en négatif ou femelle ; (f) on forme un support 18 de modèle ayant des dimensions telles que, lorsqu'il est équipé du 10 modèle 14 il présente pratiquement les dimensions de l'objet qu'il s'agit de mouler ; (g) on équipe ce support d'un modèle 14 î- et (h) on remplit la cavité formée entre le modèle et un élément 20 présentant une cavité d'une matière fluide pour moules et on fait durcir cette matière pour former le moule. 15

16 - Procédé suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le dessin est formé par voie électronique et affiché par voie électronique en positif ou en négatif. * ' · ♦ *