WO2004011171A1 - Procede de realisation d'un outil destine au formage d'une matiere et outil susceptible d'etre realise par ce procede - Google Patents

Procede de realisation d'un outil destine au formage d'une matiere et outil susceptible d'etre realise par ce procede Download PDF

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WO2004011171A1
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tool
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Philippe Chapuis
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Societe Financiere D'etudes Et De Developpements Industriels Et Technologiques (Sofedit)
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a tool intended for forming a material, in particular by hot stamping or injection-molding, for the purpose of making it an object of determined shape, said tool having to present for this purpose a forming face of complementary shape of at least part of said determined shape, said method comprising an initial step a consisting in projecting an outline of the tool to be produced, comprising a projected forming face having said complementary shape, and in design inside said projected contour, as a function of said complementary shape, a projected circuit for circulation of a heat transfer fluid inside the tool to be produced, said projected circuit comprising a plurality of projected conduits, at least one of which '' constitutes a projected collector and of which at least another constitutes a projected derivation of the projected collector and runs along the project forming face e.
  • thermoplastic material By way of nonlimiting examples of tool likely to be concerned by this process, mention may be made of the punches and dies used for the stamping of hot sheets and the parts which, in an injection-molding mold d '' a thermoplastic material, define a molding imprint.
  • the heat transfer fluid which is circulated inside the tool is intended to cool the latter and, by thermal conduction through the latter, the object being produced, in order to cause it to soak in the case of hot stamping and to accelerate its solidification in the case of injection-molding.
  • thermoforming of thermoplastic materials it is also possible to give the heat-transfer fluid a function of heating the object in progress by thermal conduction through the tool, or even to alternate circulation of heating fluid. and coolant.
  • the tool is produced by traditional foundry techniques, which have certain drawbacks.
  • One of these drawbacks lies in the high overall cost of producing a forming tool using these foundry techniques. Admittedly, these techniques are generally inexpensive in themselves, but their application to the production of a forming tool requires reworking of precision machining as for them delicate and expensive.
  • the tool is generally produced in this case in the form of two mutually interlocking foundry pieces, on the basis of a comparatively fine piece, defining the forming face in its entirety and having, on the opposite side, a network of open channels.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks, that is to say to allow the production of tools which, at the same time, have optimized mechanical characteristics depending on the process for forming a material to which they are intended, that is to say in particular in terms of resistance to abrasion by the material being formed, comprise a circuit for circulation of heat-transfer fluid which best respects an optimal configuration in terms of circulation needs of the heat-transfer fluid in particular according to the areas of the forming face, and have thermal conductivity characteristics as good as possible, in particular between this heat transfer fluid circuit and the forming face.
  • the present invention provides a method of the type indicated in the preamble, characterized: - in that the initial step a is implemented by placing at least one first conduit projected along an average surface as simple as possible, the mean surface of the or each first projected conduit being secant from the projected forming surface, by defining sections of the projected forming face therein, and of at least one second projected duct, by defining therein sections of the or each second projected duct, and
  • the method then comprises the succession of steps consisting in: "b: producing tool slices, each of which is delimited in particular by at least one junction face, at least some junction faces reproducing at least approximately a surface respective mean, namely commonly by two junction faces reproducing at least approximately respectively one and the other of two respective mean surfaces, and by at least the outline of a useful face reproducing a respective section of face of projected forming, adjacent to said respective average surface, namely commonly a section of projected forming face delimited by said two respective medium surfaces, and comprises on the one hand, in its mass, a passage reproducing the respective section of or each second conduit projected and opening into the or each junction face and on the other hand, in the or each junction face, a groove connected as a branch on said passage and reproducing at least approximately one half of the first respective projected conduit, "c: juxtapose the tool edges by their junction faces and secure them mutually in a position relative in which the useful faces or said blanks, passages and grooves complement each other from one edge to the other to respectively constitute the forming face or
  • the present invention extends to a tool capable of '' be produced by the method according to the invention and intended for the forming of a material, in particular by hot stamping or injection-molding, in order to make it a object of determined shape, said tool having for this purpose a forming face of complementary shape of at least part of said determined shape and an internal circuit for circulation of a heat-transfer fluid, said circuit comprising a plurality of conduits of which at least one constitutes a collector and of which at least another constitutes a derivation of the collector and runs along the forming face, characterized in that it consists of an integral assembly of tool edges mutually juxtaposed by junction faces of which at least some coincide at least approximately with a medium surface, as simple as possible, of a first conduit and which intersect the forming face, by defining sections of the forming face therein, and of at least one second conduit, by defining therein sections of second conduit .
  • the raw material of the tool can thus be chosen from a group comprising cupro- Al 2 0 3 , cupro-cadmium, cupro-beryllium and stainless steels, which, in the current state of the art , do not lend themselves or lend themselves poorly to the production of tools in foundry work and are of much greater interest than that of materials suitable for foundry work, both in terms of thermal conductivity and in terms of mechanical strength, in particular abrasion.
  • the arrangement of a section of second pipe in each of the sections and of a first pipe at least approximately by half in each junction face between sections and the possibility of conforming at will each of the sections, in particular with regard to their junction faces, allow the positions of the average surfaces of the first conduits to be freely chosen one relative to the other as well as with respect to the forming face, and consequently to optimize the layout of the circulation circuit of the heat transfer fluid as a function of imperatives linked to the shape of the forming face, to the action which it exerts on the material of the object being produced and of the possibly different thickness that it has opposite different areas of the forming face.
  • the implementation of the method according to the invention thus makes it possible to optimize the working conditions of the tool, and consequently the quality of the object obtained by means of this tool.
  • machining operations can be carried out in a simpler and much less expensive than when it comes to performing machining on the parts of a tool made in a foundry in accordance with the prior art, since the implementation of the invention, in making it possible to machine slice by slice, generally makes it possible to limit machining to simple surfaces, in particular constituted by the junction faces, between which it is moreover easier to maintain a seal even during thermal expansion of the tool, and drilling and / or milling operations from these simple surfaces.
  • assembly modes such as brazing, making it possible to choose freely the relative orientation of the average surfaces and of the junction faces, that is to say imposing no constraint in this respect, and providing without additional provision a seal between sections, that is to say a seal of the heat transfer fluid circuit, while it may be necessary to ensure this sealing by specific means such as seals reported when the mutual securing of the wafers is ensured by mutual tightening.
  • the method according to the invention also makes it possible to conform in a particularly simple manner the or each second conduit as required while simplifying compliance with an optimal configuration, determined during the initial step a. Indeed, with a good approximation, we can allow each section of the second projected duct to be given, that is to say at each passage, a rectilinear or V shape, defined by two rectilinear branches offset angularly, particularly easy to perform as well by machining in the corresponding tool section as in foundry, it being understood that machining or production by coring in foundry makes it possible to comply with any changes in section and / or orientation of the or each second conduit, both between two sections only within a section, on the one hand, and that the mutual connection of sections or rectilinear passages slightly angularly offset or of rectilinear branches thus slightly angularly offset to respect a desired path of the or each second conduit does not have generally no disadvantage in terms of circulation of the heat transfer fluid.
  • an additional subdivision of a tool projected in slices having junction faces without grooves that is to say not defining a first conduit when they are assembled by these junction faces.
  • Such an additional subdivision can be chosen for example to facilitate the production of second projected conduits having changes in section and / or a non-rectilinear course, since it makes it possible to produce these second projected conduits by abutment of straight or V-shaped passages, possibly different section, arranged in respective tool sections, in a particularly simple manner both by machining and in foundry.
  • the most appropriate choice between the or each collector and the or each derivation as a first conduit, arranged approximately half in the junction faces of two adjacent tool sections, or as a second conduit, produced in the form of passages arranged in the mass of the tool sections, is within the normal abilities of a person skilled in the art and may vary depending on the shape of the object to be produced, namely more precisely of the shape of the forming face projected as a function of this shape of the object.
  • the initial step a when, in the case of an object having the shape of a beam or a similar shape elongated in a determined longitudinal direction, the initial step a is implemented by giving the projected forming face an elongated shape according to a determined longitudinal direction, the initial step a is also implemented by orienting at least approximately longitudinally the or each projected manifold and at least approximately transversely the or each projected branch and the or each average surface and by choosing as first projected conduit the or each projected branch and as a second projected duct the or each collector, and step b is implemented by orienting at least approximately transversely the or each junction face and the or each groove and at least approximately longitudinally the or each passage.
  • the tool according to the invention is thus characterized in that the forming face has an elongated shape in a determined longitudinal direction, the or each junction face and the or each average surface are at least approximately transverse, the or each first conduit is at least approximately transverse and constitutes a bypass and the or each second conduit is at least approximately longitudinal and constitutes a manifold.
  • the or each collector most often has a generally linear shape, more or less rectilinear, and there are generally provided two copies, one of which is used for the arrival of the heat transfer fluid and the other for its return. and between which the or each branch forms a loop locally skirting the forming face.
  • the initial step a is carried out by giving the projected forming face a shape surrounding a determined longitudinal axis, the initial step a is also carried out by orienting at least approximately longitudinally the or each projected branch and at least approximately transversely the or each projected manifold and the or each average surface and by choosing as first projected conduit the or each manifold and as a second projected conduit the or each proposed diversion, and step b is implemented by orienting at least approximately transversely the or each junction face and the or each groove and at least approximately longitudinally the or each passage.
  • the tool according to the invention is characterized in that the forming face has a shape surrounding a determined longitudinal axis, the or each junction face and the or each average surface are at least approximately transverse, the or each first conduit is at least approximately transverse and constitutes a manifold and the or each second conduit is at least approximately longitudinal and constitutes a derivation.
  • the or each collector most often has a generally annular shape and there are generally provided two copies, one of which is used for the arrival of the heat transfer fluid and the other for its return and between which the or each derivation has a generally linear shape, more or less rectilinear.
  • FIG. 1 shows a view of a punch intended for producing a part in the form of an axisymmetric pot by stamping a hot sheet, as well as a part view thus produced, during extraction of the punch, in section through a plane passing through a common axis of the punch and the part.
  • Figure 2 shows, in a sectional view similar to that of Figure 1, the corresponding matrix.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the contour of a matrix according to the invention, intended for producing an elongated hollow beam, such as a bumper cross member for motor vehicles, by stamping a sheet metal hot, with illustration of the outline of the different sections of this matrix and illustration of the heat transfer fluid circuit inside it.
  • Figure 4 shows a perspective view, similar to that of Figure 3, of one of the slices of this matrix, identified in IV in Figure 3;
  • FIG. 5 shows, in a view similar to that of FIG. 3, the corresponding punch and further illustrates the part produced by hot stamping by means of the matrix of FIG. 3 and the punch of FIG. 5, such as it occurs during extraction of the punch.
  • the tools according to the invention which have been illustrated respectively in FIGS. 1 and 2 and in FIGS. 3 to 5 correspond to two cases of application of a tool according to the invention to the production of a part by stamping a hot sheet, a person skilled in the art will easily understand that one could produce in any similar way tools intended for the production of a part of the same respective shape by injection-molding of a thermoplastic material.
  • FIGS. 1 and 2 where the part to be produced or produced has been designated by 1 and by 2 and 3 respectively the punch and the die used for this purpose.
  • the object 1 has, in a single piece of sheet metal, a flat bottom 5, transverse and intersecting the axis 4, and an annular rim 6, longitudinal, surrounding the axis 4, bordering the bottom 5 and flaring from a curvilinear connection therewith.
  • the rim 6 is delimited in this example, respectively towards the axis 4 and in the direction of a distance with respect thereto, by an inner peripheral face 7 and by a peripheral face outer 8 frustoconical of revolution around the axis 4, mutually parallel and flaring in a longitudinal direction 9 to a free edge 10 transverse, annular of revolution around the axis 4 and at least approximately planar and perpendicular to this axis 4.
  • the faces 7 and 8 of the rim 6 are connected respectively to a flat inner face 11 of the bottom 5, by means of a concave curvature, and to a flat outer face 12 of this bottom 5, by means of a convex curvature, the two faces 11 and 12 being mutually parallel and perpendicular to the axis 4 which they intersect.
  • the punch 2 is intended to shape the inner faces 7 and 11 while the die 3 is intended to shape the outer faces 8 and 12, from a flat side, not shown, cut from a sheet of steel and heated to a suitable temperature, as is generally known in the field of hot stamping.
  • the punch 2 and the die 3 are moreover intended to ensure, as is also known in this field, a soaking of the object 1 produced, by accelerated cooling by means of a circulation of a cooling fluid at l 'interior of the punch 2 and of the die 3, each of which internally comprises for this purpose a circuit 13, 14 for circulation of this fluid.
  • the punch 2 has in the illustrated example a generally frustoconical shape of revolution around the axis 4, this shape being defined by:
  • the circuit 13 is designed, during the design of the punch 2, exclusively or practically exclusively as a function of a desired cooling effect of the object 1 in progress, by thermal conduction at through the material of the punch 2, from this circuit 13.
  • the circuit 13 includes a heat transfer fluid inlet pipe or manifold 18, arranged longitudinally and more precisely axially, having the shape of a blind hole opening into the front face 17 and closed in the immediate vicinity of the front face 15 by a transverse flat bottom 19.
  • This collector 18 is delimited in the direction of a distance from the axis 4 by a first section of inner peripheral face 20 cylindrical of revolution around the axis 4 with a diameter determined not referenced, in its zone closest to the front face 17, and by a section 21 of inner peripheral face also cylindrical of revolution around the axis 4 but with a diameter slightly less than that of the section 20 in its zone the closer to the bottom 19, the two sections 20 and 21 being connected to each other by a flat shoulder 22, annular of revolution around the axis 4 and turned in the direction 9, at a longitudinal distance from the face 15 which corresponds substantially to the longitudinal distance mutually separating the free edge 10 of the rim 6 and the inner face 11 of the bottom 5 of the object 1 to be produced.
  • the longitudinal dimension of the section 21 is much greater than that of the section 20.
  • the manifold 18 branches into eight bypass conduits 23 each of which is arranged in a respective mean half-plane defined by the axis 4 and which thus radiate radially with reference to this axis 4, with from a respective mouth in the inner peripheral face section 21 of the inlet manifold 18.
  • each of the bypass conduits 23 successively has:
  • a first rectilinear part 24 oriented radially with respect to the axis 4, that is to say in particular having a mean plane 29 perpendicular to this axis 4 and common to all the parts 24, and,
  • Each of the parts 24 and 25 has a circular current section, of the same diameter.
  • each part 25 is connected to an intermediate collector 27 also arranged inside the punch 2 and having, for its part, an annular shape of revolution around the axis 4, and more precisely toroidal in the example illustrated, with a circular section of diameter greater than that of the parts 24 and 25 and substantially identical to that of the section 20 of the inner peripheral face of the inlet manifold 18, that is to say slightly higher than that of the section 21 of the inner peripheral face thereof or even much higher than that of the parts 24 and 25.
  • the intermediate manifold 27 is disposed along a transverse mean plane 28 in which the shoulder 22 is also located, ensuring the connection between the sections 20 and 21 of the inner peripheral face of the manifold 18.
  • the intermediate collector 27 runs along the outer peripheral face 16 of the punch 2 in the same way as the part 25 of each bypass duct 23.
  • This intermediate manifold 27 is itself connected, by eight longitudinal conduits 30 cylindrical of revolution about respective longitudinal axes 31, parallel to the axis 4 and arranged in half-planes defined by this axis 4 and regularly distributed angularly around this one, to a collector of outlet or return 32 which has substantially the same shape as this intermediate collector 27 but is offset in the direction 9 relative to the latter, that is to say is located between this intermediate collector 27 and the front face 17 of the punch 2.
  • the conduits 30 alternate, in circumferential direction around the axis 4, with the parts 25 of the branched conduits 23 to ensure optimal distribution of the heat transfer fluid inside the intermediate manifold 27, followed by an optimal passage towards the output collector 32.
  • the outlet manifold 32 is disposed in a transverse plane 33 thus offset towards the front face 17 of the punch 2 with respect to the transverse mean plane 28 of the manifold 27.
  • a conduit 34 oriented radially with respect to the axis 4 and connecting the outlet manifold 32, in the direction of a distance with respect to the axis 4, to an outlet for the heat transfer fluid, located in the outer peripheral face 26 of the tool 2 but at the outside the area of this outer peripheral face 26 serving to form the inner peripheral face 7 of the rim 6 of the object 1.
  • the circuit 13 is projected as a function of the thermal needs at the level of the external faces 15 and 16 of the punch 2, in particular as regards the bypass conduits 23, after the geometry of the faces has been projected 15 and 16 of the punch 2 as a function of the shape to be given to the inner faces 11 and 7 of the object 1, respectively, a subdivision of the punch 2 to be produced is projected.
  • a plurality of sections which, in the example illustrated, are six in number respectively referenced 35, 36, 37, 38, 39, 40, oriented transversely with respect to axis 4 and successively longitudinally, in this order, in meaning 9.
  • the edge 35 is delimited on the one hand by the front face 15 and the rounded connection thereof with the external peripheral face 16 of the punch 2, and on the other hand by a flat face 41 perpendicular to the axis 4, offset in the direction 9 with respect to the front face 15 and more precisely arranged along the mean plane 29, this face 41 constituting a junction face of the wafer 35 with the wafer 36 next in direction 9.
  • this junction face 41 rests flat on a junction face 42 also flat, perpendicular to the axis 4 and arranged along the plane 29, which junction face 42 delimits the edge 36 in the direction opposite to direction 9.
  • the section 36 is delimited by a flat face 43, perpendicular to the axis 4 and constituting a junction face with the next section 37 in the direction 9.
  • the section 37 is itself delimited in the opposite direction to direction 9 by a face 44 of junction with the edge 36, which face 44 is planar, perpendicular to the axis 4 and is applied flat on the face 43 when the tool 2 is realized.
  • section 37 is delimited by a flat face 45 perpendicular to axis 4 and serving as a junction with the following section 38 in direction 9, which is delimited in the opposite direction to direction 9 by a face 46 also flat and perpendicular to the axis 4, s' applying flat against the face 45 and thus constituting a junction face the edge 38 with the edge 37.
  • the section 38 is delimited by a planar face 47 perpendicular to the axis 4 and arranged along the mean plane 28 of the manifold 27.
  • This face 47 serves as a junction face with the following section 39 in the direction 9, which is delimited in opposite direction to direction 9 by a flat face 48, perpendicular to the plane 4 and arranged along the plane 28, this junction face 48 with the edge 38 being applied flat against the face 47 when the punch 2 is produced .
  • the section 39 is delimited by a flat face 49 perpendicular to the axis 4 and located along the plane 33, which face 49 constitutes a junction face with the next section 40 in direction 9, which is delimited in opposite direction to direction 9 by a face 50 of junction with the edge 39, which face 50 is also plane, perpendicular to the axis 4 and arranged along the mean plane 33 of the collector 32 to be applied flat against the face 49 when the punch 2 is made.
  • section 40 which constitutes the downstream limit section in direction 9 is delimited by face 17.
  • each of the sections 35, 36, 37, 38, 39, 40 is delimited by a respective annular section of the external peripheral face 16 of the punch 2 to be produced or realized, these sections of the peripheral face 16 are connecting each other to define the latter when the punch 2 is produced.
  • each of these parts 24 is produced in half in each of these faces of junction 41 and 42, by fitting a respective groove 51, 52, of semi-circular section.
  • the grooves 51 and 52 complement each other to form the respective parts 24.
  • section 36 are further arranged, along the axes 26, rectilinear passages 53 which thus cross the section 36 right through, longitudinally, that is to say from the junction face 42 to the junction face 43 , and constitute a respective section of a part 25 of each branch conduit 23.
  • the wafer 37 is traversed longitudinally right through, along each of the axes 26, with a respective rectilinear passage 54 which opens into the junction faces 44 and 45 and corresponds to a section of part 25 of a conduit for lead 23 respective. It will be observed that no groove similar to the grooves 51 and 52 is arranged in the junction faces 43, 44, 45, and that it is the same in the junction face 46 of the wafer 38.
  • a respective annular groove 55, 56 is provided, having a respective semicircular section and corresponding to a respective half of the manifold intermediate 27 as subdivided by its mean plane 28.
  • a respective longitudinal passage 57 In addition is arranged in the section 38, along each axis 26, a respective longitudinal passage 57, rectilinear, opening on the one hand in the face 46 of junction with the section 37 and on the other hand in the groove 55 to form a part respective a section 25 of respective branch conduit 23.
  • each of the junction faces 49 and 50 which coincide with the mean plane 33 of the outlet manifold 32, are arranged on the one hand a respective annular groove 58, 59 of semicircular section, corresponding to one half of this manifold outlet 32 as subdivided by its mean plane 33, and on the other hand a rectilinear groove 60, 61, radial with reference to axis 2 and corresponding to a respective half of the outlet 34 as subdivided by the mean plane 33 .
  • the grooves 55 and 56 complement each other to form the intermediate collector 27, the grooves 58 and 59 complement each other to form the outlet collector 32 and the grooves 60 and 61 complement each other to form the outlet 34.
  • section 39 are arranged, along the axis 31, two longitudinal passages each of which integrally constitutes a respective conduit 30 and connects mutually the grooves 56 and 58 arranged respectively in the junction faces 48 and 49 of this section 39.
  • each of the sections 35 to 40 defines, by a respective longitudinal, axial passage 62, 63, 64, 65, 66, 67, a respective section of the inlet manifold 18.
  • the passage 62 is blind, arranged in a hollow in the connecting face 41 of the section 35 and it is delimited on the one hand in the direction opposite to the direction 9 by the bottom 19, set back with respect to the junction face 41 in the direction opposite to the direction 9, and on the other hand in the direction of a distance with respect to the axis 4 by a corresponding part of the inner peripheral face section 21 of the manifold 18.
  • the sections 63, 64, 65 respectively cross the sections 36, 37, 38 right through and correspond to a respective part of the section 25 of the inner peripheral face of the inlet manifold 18.
  • the passages 66 and 67 pass through right through respectively the section 39 and the section 40 and correspond to a respective part of section 20 of the peripheral face that inside the inlet manifold 18; in other words, they have with reference to the axis 4 a diameter greater than that of the passages 62, 63, 64, 65, the shoulder 22 being defined by a marginal zone of the junction face 47 of the wafer 38 , around the mouth of passage 65 in this face.
  • these sections 35 to 40 are produced independently of each other, ie in foundry work with the corresponding grooves and / or passages, either by machining a respective preexisting block of a thermally conductive material, preferably chosen from the abovementioned materials when it comes to making a punch 2 for hot stamping ; in this regard, it is advantageous to use the cupro-Al 2 0 3 sold under the registered trademark GLIDCOP, under the references A115, A125 and Al60, by the company OMG AMERICA, which have high values in terms of elastic limit at 2% MPa and in terms of thermal conductivity, or cupro-cadmium, which also have good characteristics in this regard, these materials being however indicated only by way of nonlimiting example.
  • each of sections 69, 70, 71, 72, 73 can be produced in such a way that it has its conformation final at a respective useful face intended to constitute the face 15 or a respective section of the face 16; then we obtain directly the faces 15 and 16 of the tool 1 by mutual assembly of the slices.
  • the faces intended for forming have a more or less complex shape, it may be preferable to produce on each wafer only the blank of a useful face, in which case only a blank is obtained during assembly. of the forming face and the assembly of the wafers is followed by a machining of this blank, in order to produce the forming face.
  • the matrix 3 is designed according to a similar intellectual approach, characteristic of the present invention, and is composed in the illustrated example of six sections 73 to 74 which follow one another longitudinally in the direction 9 of the axis 4 and are joined mutually to the mutually joined state by mutual junction faces 73 to 84 planes, perpendicular to the axis 4 and turned alternately in direction 9, as regards the faces 75, 77, 79, 81, 83, delimiting in this direction respectively the sections 69, 70, 71, 72, 73, and in the opposite direction to the direction 9 with regard to the faces 76, 78, 80, 82, 84, which respectively delimit the sections 70, 71, 72, 73, 74 in the opposite direction to the direction 9.
  • the section 69, in the opposite direction 9, and the section 74, in the direction 9, are further defined respectively by a free face 85, 86 plane, perpendicular to the axis 4 and rotated respectively in opposite direction to direction 9 and in this direction 9, these faces 85 and 86 constituted nt of the external peripheral faces of the matrix 3.
  • the matrix 3 is delimited by an external peripheral face 87 which is for example cylindrical of revolution around the axis 4 and whose each section 69 to 74 forms a part, by a respective external peripheral face not referenced.
  • This shape of the face 87 is, however, indifferent with regard to the forming of the object 1.
  • the matrix 3 defines a cavity 107 for hot stamping for the object 1 to be produced. , which cavity 107 is longitudinal and opens into the face 86 in the direction 9, while it is closed towards the face 85 in the opposite direction.
  • the cavity 107 is delimited, in the direction of a distance with respect to the axis 4, by an inner peripheral face 88 frustoconical of revolution around the axis 4, flaring in the direction 9 with a taper identical to that of the outer peripheral face 8 of the rim 6 of the object 1 to be produced, between two geometric planes 89 and 90 perpendicular to the axis 4 and passing respectively inside the section 74, between the faces 84 and 86 thereof, and inside the section 71, between the faces 78 and 79 thereof and respectively closer to the face 84 than the face 86 and closer to the face 79 than the face 78.
  • the inner peripheral face 88 of the cavity 107 widens even more, along a curvilinear profile, to facilitate the engagement of the sheet in the cavity 107 during stamping.
  • the inner peripheral face is connected, at the plane 90, to a plane inner face 91, perpendicular to the axis 4 and complementary to the outer face 12 of bottom 5 of the object 1 to be produced, the connection being curvilinear in a complementary manner to the mutual connection of the external peripheral face 8 of the rim 6 of the object 1 to be produced and of the external face 12 of the bottom 5 thereof.
  • the bottom face 91 of the cavity 107, its curvilinear connection with the face 88 and a section thereof are hollowed out in the face 79 of the section 71 and the rest of the face 91 is divided into sections between the sections 72, 73, 74 which, for this purpose, are drilled right through, axially, with a respective passage 92, 93, 94, while the wafer 71 is pierced with a blind axial hole 95 in its face 79 for constitute the bottom face 91, the corresponding part of the outer peripheral face 88 and their curvilinear mutual connection.
  • the circuit 14 for circulation of heat transfer fluid namely a cooling fluid such as water in this example, is essentially arranged in sections 71, 72, 73, 74, around the cavity 107 and comprises two transverse collectors 96, 97, annular of revolution about the axis 4 and of the same circular section, arranged coaxially along the same transverse mean plane 98 along which the junction faces 77 and 78 are arranged between the sections 70 and 71.
  • collectors 96 and 97 respectively of inlet and outlet of heat-transfer fluid, are disposed respectively in the immediate vicinity of the outer peripheral face 87 of the matrix 3 and in the immediate vicinity of a geometric extension of the inner peripheral face 88 of the cavity 107, and each of them is defined for half by a respective annular groove 98, 99 arranged in the junction face 77 of the wafer 70, and for half by a respective annular groove 100, 101 arranged in the junction face 78 of section 71, the two halves of each collector 96, 97 being defined by the mean plane 98.
  • an intermediate manifold 102 transverse, annular of revolution around the axis 4 and of circular section here slightly greater than that of the collectors 96 and 97, is arranged along a mean plane 103 perpendicular to the axis 4 and along which the junction faces 83 to 84 of the sections 73 and 74 are arranged, between the inner peripheral face 88 of the cavity 107 and the outer peripheral face 87 of the matrix 3, near the mouth of the cavity 107 in the face 86 of the section 74.
  • the collector 102 is also produced in half in the form of an annular groove 104 arranged in the junction face 83 of the section 73 and in the form of an annular groove 105 arranged in the junction face 84 of tranche 94.
  • pairs of bypass conduits are arranged between the intermediate collector 2 and the inlet 96 and outlet collectors 97, each of these pairs comprising a rectilinear conduit 108, of axis 109 parallel to axis 4, mutually connecting the inlet manifold 96 and the intermediate manifold 102 along the inner peripheral face 87 of the matrix 3, and a rectilinear conduit 110, of longitudinal axis 111 but having an obliquity such that this conduit 110 runs along the outer peripheral face 88 of the cavity 107 by mutually connecting the intermediate manifold 102 and the outlet manifold 96.
  • Each of the conduits 108 and 110, of the same circular section have a smaller diameter than that of the collectors 96, 97 and 102.
  • each of the conduits 108 and 110 is formed from the alignment, along the respective axis 109, 110, of a passage 112, 113 arranged along the respective axis 109, 111 in the section 71 and opening on the one hand through the groove 100 or 101 and on the other hand in the junction face 79, of a respective passage 114, 115 arranged along the respective axis 109, 111 in the section 72 and crossing the latter of right through, that is to say from its face 80 to its face 81, and a respective passage 115, 116 arranged along the respective axis 109, 111 in the section 73 and opening on the one hand into the face 82 thereof and on the other hand in the groove 104 defining half of the intermediate manifold 102.
  • the section 70 are arranged two rectilinear passages 117, 118 of respective axis 119, 120 parallel to the axis 4, the passage 117 opening on the one hand into the groove 98 defining half of the inlet manifold 96 and on the other hand in the junction face 76 while the passage 118 opens on the one hand into the groove 99 defining half of the outlet manifold 87 and on the other hand in this same face 76.
  • the section 69 is pierced right through, that is to say between its faces 75 and 85, with a respective rectilinear passage 121, 122 which has the same circular section that the passage 117, 118 respectively corresponding, the diameters of the different passages 117, 118, 121, 122 being identical and intermediate between the respective diameters of the collectors 96, 97, 102, on the one hand, and the bypass conduits 108, 110 , on the other hand.
  • the various sections 69 to 74 can be produced, like the sections 35 to 40 of the punch 2, in foundry or by machining a pre-existing block of a thermally conductive material, for example chosen from the range previously indicated, the mutual assembly of the wafers 69 to 74 can also be achieved by one or the other of the aforementioned means, namely preferably by brazing in order to directly provide a seal to the circuit 14 for circulation of heat transfer fluid.
  • each of the sections 71 to 74 which together define the cavity 107 may present from its manufacture, respectively around the blind hole 95 or the corresponding passage 92, 93, 94, a useful face having the final geometry of a respectively corresponding part of the bottom 9 or of the inner peripheral face 88 of the cavity 107, but it can also be provided that each of the sections 71 to 74 has, during its manufacture, only a blank of such a useful face, and that the faces 91 and 88 are machined only after the slices have been assembled.
  • the punch 2 and the die 3 for hot stamping which have just been described cooperate in the manner known in the prior art with a flat side cut from a suitable sheet metal then heated, to form the object. 1 then cool it for the purpose of soaking it, so that the mode of use of the punch 2 and of the die 3 will not be described.
  • each of the circuits 13, 14 for circulation of a heat-transfer fluid respectively inside the punch 2 and of the matrix 3 will not be described further, for example in terms of section of these circuits 13 and 14 according to their areas, the most appropriate choices that can be made by those skilled in the art, and this independently of any limitation similar to that which was opposed in the prior art by the foundry methods used, and that each of the characteristic slices of the implementation of the present invention is carried out in a foundry or by machining a preexisting block of an appropriate material.
  • the shape of the cooling circuits 13 and 14 best suited to each geometry of the object 1 to be produced and to the geometry presented by the faces of the punch and of the matrix useful for this purpose will, in each case, be subject to aptitudes. normal of a skilled person.
  • FIGS. 3 to 5 illustrate a punch and a die which, while being suitable for producing, for example by hot stamping, an object having a conformation totally different from that of object 1 which has just been described, the punch, the matrix and the heat transfer fluid circuits which they contain themselves having for this purpose very different conformations, have the subdivision into mutually mutually assembled slices, characteristic of the present invention.
  • Figures 3 to 5 thus illustrate a punch 124 and a die 125 intended to cooperate to form by hot stamping, from an initially flat side cut from a sheet, an object 126 in the form of an elongated beam in a longitudinal direction 127 , which will serve as a reference for the description of this object 126 as for the description of the punch 124 and of the matrix 125.
  • the object 126 has a double curvature in this example, namely a curvature following a first plane of symmetry 128 which is longitudinal as well as, generally, a curvature along transverse planes and, in particular, along a transverse plane of symmetry 129.
  • the object 126 is thus delimited by an external face 130 with double convex curvature, by a face interior 131 with double concave curvature, and by a peripheral edge 132 mutually connecting these two faces 130 and 131 which are approximately homothetic if we except certain localized thickness variations which may result from the application of the stamping to a flank of initially uniform thickness.
  • the mean planes of symmetry 128 and 129 will serve as a reference to the description, which will follow, of the punch 124 and of the matrix 125, of which these planes also constitute respectively a mean longitudinal plane of symmetry and a mean transverse plane of symmetry.
  • the punch 124 and the die 125 have an outer contour comprising in particular a respective face for forming the object 126, namely respectively a face 133 for forming the inner face 131 and a face 134 for forming the external face 130, which faces 133 and 134 respectively have a shape complementary to that of the face 131 and a shape complementary to the face 130.
  • the punch 124 and the matrix 125 are delimited externally by a sidewalk 135, 136 bordering on all sides this forming face 133, 134 in the direction of a distance from the planes 128 and 129, each of these sidewalks 135, 136 being defined by generatrices perpendicular to the plane 128, from its connection to the respective forming face 133, 134.
  • the sidewalks 135 and 136 are connected to a respective external peripheral face 137, 138 set back with respect to the respectively corresponding sidewalk and to the respectively corresponding forming face and defined by generatrices parallel to the two planes 128 and 129.
  • the outer peripheral faces 137, 138 are connected to a flat back 139, 140, perpendicular to the two planes 128 and 129 and turned opposite to the forming face. respectively 133, 134 and respective sidewalk 135, 136.
  • the connection of the external peripheral face 138 to the back 140 is direct in the case of the matrix 125, while the connection of the external peripheral face 137 to the back 139 is effected by means of a peripheral rim 141 in the case of the punch 124.
  • the punch 124 and the die 125 internally comprise a respective circuit 142, 143 for the circulation of a heat transfer fluid, such as cooling water for the purposes of soaking the object 126 stamped at hot, and this respective circuit 142, 143 is projected as a function of the cooling requirements of the object 126, respectively at its faces 131 and 130, these requirements being able to vary according to the zones of the object 126.
  • a heat transfer fluid such as cooling water for the purposes of soaking the object 126 stamped at hot
  • each of the circuits 142, 143 thus comprises two collectors of respective general longitudinal orientation, arranged largely recessed in the mass of the punch 124 and of the matrix 125, respectively, relative to the respective sidewalk 135, 136.
  • the circuit 142 of the punch 124 comprises two approximately longitudinal collectors 144, 145 parallel to the plane 128 and mutually symmetrical with respect to it, one of which serves as a collector inlet of the heat transfer fluid and the other of return manifold of this heat transfer fluid
  • the circuit 143 comprises two approximately longitudinal manifolds 146, 147 also parallel to the plane 128 and mutually symmetrical with respect thereto, one of which serves as an inlet manifold and the other as a return manifold for the heat transfer fluid.
  • each of the collectors 144 and 145 is subdivided longitudinally, in the example illustrated, into five elementary collectors, mutually insulated against a circulation of fluid from one to the other, at the rate of two collectors longitudinally extreme, respective elementaries which are furthest from plane 129, of a respective longitudinally central elementary collector, which straddles plane 129, and of two respective longitudinally intermediate elementary collectors each of which connects a longitudinally central elementary collector to a longitudinally collector respective respective.
  • This subdivision takes account of specific cooling needs of the object 126 and may not exist, or exist in a different form, in the case of objects 126 shaped differently.
  • the inlet manifold 144 For the arrival of heat transfer fluid in each of the elementary collectors which constitute it, the inlet manifold 144 has a bypass, at each of the elementary collectors which constitute it, a pipe 148 for the arrival of heat transfer fluid, which pipe 148 connects this elementary collector to the back 139 of the punch 124, parallel to the two planes 128 and 129.
  • each collector elementary constituting the return collector 145 has a bypass 149 which connects it to the back 139 of the punch 124, parallel to the two planes 128 and 129.
  • two elementary collectors which correspond by mutual symmetry with respect to the plane 128 are connected mutually by at least one, and preferably several bypass conduits 150 each of which has a transverse mean plane 154, that is to say perpendicular to the direction 127 and parallel to the plane 129, and symmetrically overlaps the plane 128 along the closer the sidewalk 135 and the forming face 133.
  • conduits 150 have been illustrated connecting two longitudinally extreme elementary collectors, forming respectively part of the inlet manifold 144 and the return manifold 145 , four conduits 150 connecting the two longitudinally central elementary collectors and four conduits 150 rac mutually stringing two longitudinally intermediate elementary collectors, respectively forming part of the inlet manifold 144 and the return manifold 145, the conduits 150 being mutually symmetrical with respect to the plane 129 like the object 126.
  • each of the collectors 146, or coolant inlet manifold, and 147, or coolant return manifold is subdivided longitudinally into three elementary collectors isolated from one another. with respect to a circulation of heat-transfer fluid, at a rate of two longitudinally extreme elementary collectors, mutually symmetrical with respect to the plane 129, and a longitudinally central or intermediate elementary manifold, symmetrically overlapping the plane 129.
  • Each of these elementary collectors has a conduit which connects it to the back 140 of the matrix 125 parallel to the two planes 128 and 129, at the rate of a pipe 151 for the arrival of heat transfer fluid respectively for each elementary collector constituting the inlet manifold 146, and a pipe
  • bypass conduits 153 which symmetrically overlaps the plane 128, as close as possible to the sidewalk 136 and the forming face 134; in the nonlimiting example illustrated, four of these bypass conduits 153 mutually connect the longitudinally extreme elementary collectors which correspond by mutual symmetry with respect to the plane 128, and seven of these bypass conduits 153 mutually connect the two longitudinally central elementary collectors or intermediates, each of these bypass conduits
  • the circuits 142 and 143 being thus projected, the punch 124 projected and the die 125 are decomposed projected into a plurality of sections 156, 157 each of which is delimited in particular by at least one face, and in a current manner by two faces 160, 161 of junction with an immediately adjacent slice, which faces 160, 161 of junction coincide with the plane means 154, 155 of a respective branch conduit 150, 153.
  • Each of the sections 156 of the punch 124 is moreover delimited by a corresponding section of the forming face 133, of the sidewalk 135, of the outer peripheral face 137 and of the back 139, just as each section 157 of the matrix 125 is moreover delimited by respective sections of the forming face 134, of the sidewalk 136, of the outer peripheral face 138 and of the back 140.
  • these sections respective are delimited by their connection to two respective junction faces, delimiting the same section 156 or 157.
  • each section 156, 157 is produced independently of the other sections, for example in foundry or by machining in a preexisting block of a thermally conductive material chosen for example from the aforementioned materials, in a manner which has been illustrated in FIG. 4 in connection with a longitudinally intermediate slice 138 of the matrix 125 and can be easily transposed to each of the longitudinally intermediate slices 156 of the punch 124, so as to present: - in each junction face 160, which coincides at least approximately with a mean plane 155, a throat respective 162 corresponding at least approximately to one half of a branch conduit 153 as subdivided by its mean plane 155, and
  • each groove 162 that is to say to each bypass duct 153, for example by milling in the corresponding junction face 160, a section evolving in any desired manner, the groove 162 thus having a widening 163 located around the mean longitudinal plane of symmetry 128.
  • each section 158 and 159 of manifold can not only be straight and produced for example by drilling from one or the other of the junction faces 160, but also have a V shape, defined by two rectilinear branches mutually angularly offset and produced for example by drilling from each of the junction faces 160.
  • the conduits 151 for the arrival of heat transfer fluid and 152 for the return of fluid coolant can be arranged in the mass of a corresponding wafer 157, to lead into the section 158 or the section 159 of the collector, respectively; if they are arranged at least approximately along a mean plane 155 corresponding to a bypass duct 153, they can also be arranged like this bypass duct by half in two junction faces 160, belonging to mutually adjacent sections 157.
  • the grooves 162 complement each other from one wafer 157 to the other to constitute the bypass conduits 153 as well as the sections 158 and 159 , respectively, complement each other from one section 157 to the other to constitute the elementary collectors of the inlet manifold 146 and the return manifold 147 and, where appropriate, the same is true of the constituent halves of each conduit 151 or 152, which constitutes the circuit 143.
  • a seal around it can be obtained by any appropriate means, as can the integral assembly of the wafers 157, mutual brazing of the wafers 157 being preferred in this regard if their constituent material lends itself to it insofar as such brazing makes it possible to obtain both mutual joining and sealing of the circuit 143.
  • the circuit 142 of the punch 124 is formed, during the mutual assembly of the wafers 156, on the one hand by grooves which, arranged in their junction faces 161 coinciding at least approximately with the mean planes 154, complement each other to constitute the bypass conduits 150 and, where appropriate, the conduits 148 and 149 which can also be arranged in the mass of the wafers 156, and on the other hand by passages constituting sections of the collectors 144, 145, which are arranged through the wafers 156, except as regards the longitudinally extreme wafers in which these sections are blind, and complement each other to constitute the elementary collectors constituting the collectors 144 and 145, respectively.
  • each collectors 144, 145 which are arranged through the wafers 156, except as regards the longitudinally extreme wafers in which these sections are blind, and complement each other to constitute the elementary collectors constituting the collectors 144 and 145, respectively.
  • 144, 145, 146, 147 is formed of several elementary collectors which are mutually independent as regards the circulation of the heat-transfer fluid, those of the sections 156 and 157 which correspond to the transition between two elementary collectors can be devoid of passage or through section such that 158 and 159, or provided with such sections in blind form in order to avoid any fluidic communication between the various elementary collectors constituting the same collector, as a person skilled in the art will readily understand.
  • the forming faces 133 and 134 can be, also in the case of the punch 124 and of the die 125, machined after assembly of the different sections 156, 157, from a blank of forming face constituted by blanks of useful face of each wafer 156, 157; each wafer 156, 157 may also have, from its manufacture, a useful face having the final conformation of a section of forming face 133, 134, in which case the forming faces 133, 134 are formed by these useful faces, directly, during the assembly of the sections 156, 157.
  • thermoforming tools A person skilled in the art will also easily transpose the provisions which have been described with reference to hot stamping tools to the production of thermoforming tools, with no fundamental difference as regards the design of these tools, the cooling fluid. being simply replaced by a heating fluid, or tools for injecting thermoplastic material into a molding cavity, the essential difference consisting in the fact that the mold parts corresponding respectively to the punch and to the die which have been described must , in a closed position of the mold, be mutually contiguous around an imprint which they delimit by their faces corresponding to the forming faces described, whereas this is not necessarily the case when it is a punch and a matrix at the end of the relative movement of hot stamping.

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Abstract

La présente invention concerne la réalisation d'un outil destiné au formage d'une matière, en particulier par emboutissage à chaud ou injection-moulage. L'outil (2) est constitué d'un assemblage solidaire de tranches (35, 36, 37, 38, 39, 40) mutuellement jointives le long de faces de jonction (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50). Des gorges (51, 52, 55, 56, 58, 59) aménagées dans ces faces de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50) et des passages (53, 54, 57, 30, 62, 63, 64, 65, 66, 67) aménagés à travers les tranches (36, 37, 38, 39) définissent un circuit (13) de circulation d'un fluide caloporteur. Chaque tranche (35, 36, 37, 38, 39, 40) peut être projetée et réalisée, par exemple par moulage ou par usinage dans un bloc de matière thermoconductrice, de façon à respecter une conformation optimale du circuit (13) de fluide caloporteur dans l'outil (2).

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UN OUTIL DESTINE AU
FORMAGE D'UNE MATIERE ET OUTIL SUSCEPTIBLE
D'ETRE REALISE PAR CE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un outil destiné au formage d'une matière, en particulier par emboutissage à chaud ou injection- moulage, aux fins d'en faire un objet de forme déterminée, ledit outil devant présenter à cet effet une face de formage de forme complémentaire d' au moins une partie de ladite forme déterminée, ledit procédé comportant une étape initiale a consistant à projeter un contour de l'outil à réaliser, comportant une face de formage projetée présentant ladite forme complémentaire, et à concevoir à l'intérieur dudit contour projeté, en fonction de ladite forme complémentaire, un circuit projeté de circulation d'un fluide caloporteur à l'intérieur de l'outil à réaliser, ledit circuit projeté comportant une pluralité de conduits projetés dont au moins l'un constitue un collecteur projeté et dont au moins un autre constitue une dérivation projetée du collecteur projeté et longe la face de formage projetée.
A titre d' exemples non limitatifs d' outil susceptible d'être concerné par ce procédé, on peut citer les poinçons et les matrices utilisés pour l'emboutissage de tôles à chaud et les pièces qui, dans un moule d'injection-moulage d'une matière thermoplastique, délimitent une empreinte de moulage. Dans ces deux exemples, le fluide caloporteur que l'on fait circuler à l'intérieur de l'outil est destiné à refroidir celui-ci et, par conduction thermique à travers celui-ci, l'objet en cours de réalisation, afin de provoquer son trempage dans le cas de l'emboutissage à chaud et d'accélérer sa solidification dans le cas de l'injection-moulage. Dans d'autres applications, telles que le thermoformage de matières thermoplastiques, on peut également donner au fluide caloporteur une fonction de chauffage de l'objet en cours de réalisation par conduction thermique à travers l'outil, voire alterner des circulations de fluide de chauffage et de fluide de refroidissement.
Dans l'état actuel de la technique, après l'étape initiale précitée, on réalise l'outil par les techniques traditionnelles de fonderie, lesquelles présentent certains inconvénients. L'un de ces inconvénients réside dans le coût global élevé de réalisation d'un outil de formage par ces techniques de fonderie. Certes, ces techniques sont généralement peu onéreuses en elles-mêmes, mais leur application à la réalisation d'un outil de formage nécessite des reprises d'usinage de précision quant à elles délicates et coûteuses. En effet, l'outil est généralement réalisé dans ce cas sous forme de deux pièces de fonderie mutuellement emboîtées, à raison d'une pièce comparativement fine, définissant la face de formage dans son intégralité et présentant à l'opposé un réseau de canaux ouverts correspondant aux dérivations du circuit de fluide caloporteur, et d'une pièce comparativement massive, servant de liaison d'appui de la pièce comparativement fine sur une semelle ou un sommier d'une machine, par exemple d'emboutissage à chaud ou d'injection-moulage, d'une part, fermant les canaux de la pièce comparativement fine et renfermant le reste des conduits du circuit de fluide caloporteur, d'autre part. Alors, le besoin d'une qualité aussi bonne que possible de l'appui mécanique de la pièce comparativement fine sur la pièce comparativement massive, par des faces d'emboîtement mutuel de forme généralement complexe, et de la pièce comparativement massive sur la semelle ou le sommier, certes par des faces d'appui mutuel de forme généralement plus simple, ainsi que le souci d'isoler mutuellement les canaux à l' encontre de fuites de fluide caloporteur de l'un à l'autre obligent à usiner les faces d' emboîtement mutuel et les faces d' appui mutuel avec une grande précision, de façon particulièrement difficile en ce qui concerne au moins les faces d' emboîtement mutuel en raison de leur forme généralement complexe. En pratique, l'expérience montre que même par un usinage particulièrement soigné, il est difficile d'éviter les fuites de fluide caloporteur entre les canaux, ne serait- ce que parce que des phénomènes de dilatation peuvent entraîner un certain jeu entre les faces d'emboîtement mutuel, si bien qu'il est difficile de maîtriser la circulation de fluide caloporteur et l'action de celui-ci sur la pièce à réaliser lorsqu'on utilise les outils de l'Art antérieur. Un autre inconvénient réside dans le fait que les techniques de fonderie et les matières premières susceptibles d'être traitées par ces techniques pour réaliser les outils ne permettent pas de donner à ces outils des caractéristiques de résistance mécanique, en particulier à l'abrasion, et de conduction thermique aussi bonnes qu'il serait souhaitable, en particulier dans le cas d'outils d'emboutissage à chaud.
Encore un autre inconvénient réside dans le fait que des impératifs techniques, en particulier en matière de noyautage des moules de fonderie, imposent des limitations à la réalisation pratique du circuit de circulation du fluide caloporteur, c'est-à-dire ne permettent pas d' optimiser le tracé de ce circuit en i fonction de la forme de la face de formage et de besoins spécifiques en circulation de fluide caloporteur, c'est- à-dire généralement en refroidissement, de différentes zones de la face de formage et de l'objet en cours de réalisation, par exemple en fonction d'une épaisseur que l'objet peut présenter au regard de ces différentes zones, aussi bien dans le cas de l'emboutissage à chaud que dans le cas de l'injection-moulage, ou encore en fonction d'efforts de friction subis par ces différentes zones, dans le cas de l'emboutissage à chaud.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire de permettre la réalisation d'outils qui, à la fois, présentent des caractéristiques mécaniques optimisées en fonction du procédé de formage d'une matière auquel ils sont destinés, à savoir en particulier en termes de résistance à l'abrasion par la matière en cours de formage, comportent un circuit de circulation de fluide caloporteur respectant au mieux une configuration optimale en termes de besoins de circulation du fluide caloporteur en particulier selon les zones de la face de formage, et présentent des caractéristiques de conductibilité thermique aussi bonnes que possible, en particulier entre ce circuit de fluide caloporteur et la face de formage.
A cet effet, la présente invention propose un procédé du type indiqué en préambule, caractérisé : - en ce que l'on met en œuvre l'étape initiale a en disposant au moins un premier conduit projeté suivant une surface moyenne aussi simple que possible, la surface moyenne du ou de chaque premier conduit projeté étant sécante de la surface de formage projetée, en y définissant des tronçons de face de formage projetée, et d'au moins un deuxième conduit projeté, en y définissant des tronçons du ou de chaque deuxième conduit projeté, et
- en ce que le procédé comporte ensuite la succession des étapes consistant à : " b : réaliser des tranches d' outil dont chacune est délimitée en particulier par au moins une face de jonction, au moins certaines faces de jonction reproduisant au moins approximativement une surface moyenne respective, à savoir de façon courante par deux faces de jonction reproduisant au moins approximativement respectivement l'une et l'autre de deux surfaces moyennes respectives, et par au moins l'ébauche d'une face utile reproduisant un tronçon respectif de face de formage projetée, adjacent à ladite surface moyenne respective, à savoir de façon courante un tronçon de face de formage projetée délimité par lesdites deux surfaces moyennes respectives, et comporte d'une part, dans sa masse, un passage reproduisant le tronçon respectif du ou de chaque deuxième conduit projeté et débouchant dans la ou chaque face de jonction et d'autre part, dans la ou chaque face de jonction, une gorge branchée en dérivation sur ledit passage et reproduisant au moins approximativement une moitié du premier conduit projeté respectif, " c : juxtaposer les tranches d'outil par leurs faces de jonction et les solidariser mutuellement dans une position relative dans laquelle les faces utiles ou lesdites ébauches, les passages et les gorges se complètent d'une tranche à l'autre pour constituer respectivement la face de formage ou une ébauche de face de formage, le ou chaque deuxième conduit et le ou chaque premier conduit, et le cas échéant usiner l'ébauche de face de formage pour réaliser la face de formage. Dans la mesure où l'outil ainsi obtenu présente une structure en elle-même caractéristique, la présente invention s'étend à un outil susceptible d'être réalisé par le procédé selon l'invention et destiné au formage d'une matière, en particulier par emboutissage à chaud ou injection-moulage, aux fins d'en faire un objet de forme déterminée, ledit outil présentant à cet effet une face de formage de forme complémentaire d' au moins une partie de ladite forme déterminée et un circuit intérieur de circulation d'un fluide caloporteur, ledit circuit comportant une pluralité de conduits dont au moins l'un constitue un collecteur et dont au moins un autre constitue une dérivation du collecteur et longe la face de formage, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage solidaire de tranches d' outil mutuellement juxtaposées par des faces de jonction dont au moins certaines coïncident au moins approximativement avec une surface moyenne, aussi simple que possible, d'un premier conduit et qui sont sécantes de la face de formage, en y définissant des tronçons de face de formage, et d'au moins un deuxième conduit, en y définissant des tronçons de deuxième conduit.
Un Homme du métier comprendra aisément qu' il est certes possible de réaliser au moins l'une, voire chacune des tranches d'outil en fonderie, lors de l'étape b, à partir de matières premières s'y prêtant si ces dernières permettent d'obtenir en particulier les caractéristiques mécaniques et thermiques souhaitées pour cette ou ces tranches d'outil, mais qu'il est également possible de réaliser les tranches d'outil, lors de l'étape b, par usinage dans un bloc préexistant d'une matière première thermoconductrice, et en particulier dans une telle matière première ne se prêtant pas à la réalisation de pièces de fonderie, si bien que le procédé selon l'invention étend considérablement le choix des matières premières utilisables pour la réalisation d'un outil de formage, par exemple par emboutissage à chaud ou injection-moulage .
En particulier, on peut choisir ainsi la matière première de l'outil dans un groupe comportant les cupro- Al203, les cupro-cadmium, les cupro-béryllium et les aciers inoxydables, qui, dans l'état actuel de la technique, ne se prêtent pas ou se prêtent mal à la réalisation d' outils en fonderie et présentent un intérêt largement supérieur à celui des matières se prêtant à la fonderie, aussi bien en termes de conductibilité thermique qu'en termes de résistance mécanique, en particulier à l'abrasion. En outre, qu'une tranche d'outil soit réalisée en fonderie ou par usinage dans un bloc préexistant de matière première thermoconductrice, l'aménagement d'un tronçon de deuxième conduit dans chacune des tranches et d'un premier conduit au moins approximativement par moitié dans chaque face de jonction entre tranches et la possibilité de conformer à volonté chacune des tranches, en particulier en ce qui concerne leurs faces de jonction, permettent de choisir librement les positions des surfaces moyennes des premiers conduits l'une par rapport à l'autre ainsi que par rapport à la face de formage, et par conséquent d'optimiser le tracé du circuit de circulation du fluide caloporteur en fonction d'impératifs liés à la forme de la face de formage, à l'action que celle-ci exerce sur la matière de l'objet en cours de réalisation et de l'épaisseur éventuellement différente que celui-ci présente en regard de différentes zones de la face de formage.
La mise en œuvre du procédé selon l'invention permet ainsi d'optimiser les conditions de travail de l'outil, et par conséquent la qualité de l'objet obtenu au moyen de cet outil.
De plus, qu'une tranche d'outil soit réalisée en fonderie puis soumise à un usinage localisé de finition ou qu'elle soit intégralement réalisée par usinage dans un bloc préexistant d'une matière première thermoconductrice, les usinages peuvent être effectués de façon beaucoup plus simple et beaucoup moins onéreuse que lorsqu'il s'agit d'effectuer des usinages sur les pièces d'un outil réalisé en fonderie conformément à l'Art antérieur, puisque la mise en œuvre de l'invention, en permettant d'usiner tranche par tranche, permet généralement de limiter l'usinage à des surfaces simples, en particulier constituées par les faces de jonction, entre lesquelles il est par ailleurs plus facile de maintenir une étanchéité même lors de la dilatation thermique de l'outil, et à des opérations de perçage et/ou fraisage à partir de ces surfaces simples.
Ainsi, bien qu'il soit en principe possible de donner toute conformation voulue aux surfaces moyennes des conduits élémentaires, c'est-à-dire aux faces de jonction qui coïncident au moins approximativement avec ces surfaces moyennes, on préfère dans toute la mesure du possible mettre en œuvre ladite étape initiale a du procédé selon l'invention en donnant une forme au moins approximativement plane auxdites surfaces moyennes et auxdites faces de jonction, auquel cas, de préférence, on les oriente respectivement au moins approximativement parallèlement entre elles s'il en est prévu une pluralité. L'assemblage des différentes tranches d'outil s'en trouve par ailleurs simplifié, puisque cet assemblage peut dans ce cas s'effectuer par des moyens agissant sur les tranches extrêmes suivant une direction perpendiculaire aux différentes faces de -jonction et serrant entre ces tranches extrêmes les tranches intermédiaires ; parmi les moyens susceptibles d' être utilisés à cet effet, on peut citer les frettes et les tirants, ces exemples n'étant nullement limitatifs. Cependant, d'autres modes d'assemblage des tranches d'outil peuvent être choisis, en particulier des modes d'assemblage, tels que le brasage, permettant de choisir librement l'orientation relative des surfaces moyennes et des faces de jonction, c'est-à-dire n'imposant aucune contrainte à cet égard, et procurant sans disposition complémentaire une étanchéité entre tranches, c'est-à- dire une étanchéité du circuit de fluide caloporteur, alors qu'il peut être nécessaire d'assurer cette étanchéité par des moyens spécifiques tels que des garnitures d' étanchéité rapportées lorsque la solidarisation mutuelle des tranches est assurée par serrage mutuel.
Les premières études ont montré qu'une telle planéité au moins approximative et un parallélisme mutuel au moins approximatif des surfaces moyennes des premiers conduits permettra dans la plupart des cas de respecter de façon optimale les besoins en circulation de fluide caloporteur en relation avec la forme de la face de formage et avec les besoins en termes d'échanges thermiques entre le fluide caloporteur et l'objet en cours de formage, tout en simplifiant la réalisation des tranches d'outils et leur assemblage à l'état mutuellement juxtaposé par les faces de jonction.
Le procédé selon l'invention permet également de conformer de façon particulièrement simple le ou chaque deuxième conduit en fonction des besoins tout en simplifiant le respect d'une configuration optimale, déterminée lors de l'étape initiale a. En effet, avec une bonne approximation, on peut admettre de donner à chaque tronçon de deuxième conduit projeté, c'est-à-dire à chaque passage, une forme rectiligne ou en V, définie par deux branches rectilignes décalées angulairement, particulièrement facile à réaliser aussi bien par usinage dans la tranche d'outil correspondante qu'en fonderie, étant entendu qu'un usinage ou une réalisation par noyautage en fonderie permet de respecter d' éventuels changements de section et/ou d'orientation du ou de chaque deuxième conduit, aussi bien entre deux tranches qu'au sein d'une tranche, d'une part, et que le raccordement mutuel de tronçons ou passages rectilignes légèrement décalés angulairement ou de branches rectilignes ainsi légèrement décalées angulairement pour respecter un trajet souhaité du ou de chaque deuxième conduit ne présente généralement pas d'inconvénient en termes de circulation du fluide caloporteur.
A cet égard, on ne sort pas du cadre de la présente invention en prévoyant une subdivision supplémentaire d'un outil projeté en tranches présentant des faces de jonction démunies de gorge, c'est-à-dire ne définissant pas de premier conduit lorsqu'elles sont assemblées par ces faces de jonction. Une telle subdivision supplémentaire peut être choisie par exemple pour faciliter la réalisation de deuxièmes conduits projetés présentant des changements de section et/ou un tracé non rectiligne, puisqu'elle permet de réaliser ces deuxièmes conduits projetés par aboutement de passages rectilignes ou en V, de section éventuellement différente, aménagés dans des tronçons d'outil respectifs, de façon particulièrement simple aussi bien par usinage qu'en fonderie.
Le choix le plus approprié entre le ou chaque collecteur et la ou chaque dérivation en tant que premier conduit, aménagé approximativement pour moitié dans les faces de jonction de deux tranches d'outils voisines, ou en tant que deuxième conduit, réalisé sous forme de passages aménagés dans la masse des tranches d'outil, relève des aptitudes normales d'un Homme du métier et peut varier en fonction de la forme de l'objet à réaliser, à savoir plus précisément de la forme de la face de formage projetée en fonction de cette forme de 1' objet.
Ainsi, lorsque, dans le cas d'un objet présentant la forme d'une poutre ou une forme similaire allongée suivant une direction longitudinale déterminée, on met en œuvre l'étape initiale a en donnant à la face de formage projetée une forme allongée suivant une direction longitudinale déterminée, on met en œuvre l'étape initiale a également en orientant au moins approximativement longitudinalement le ou chaque collecteur projeté et au moins approximativement transversalement la ou chaque dérivation projetée et la ou chaque surface moyenne et en choisissant comme premier conduit projeté la ou chaque dérivation projetée et comme deuxième conduit projeté le ou chaque collecteur, et l'on met en œuvre l'étape b en orientant au moins approximativement transversalement la ou chaque face de jonction et la ou chaque gorge et au moins approximativement longitudinalement le ou chaque passage. Alors, l'outil selon l'invention se caractérise ainsi en ce que la face de formage présente une forme allongée suivant une direction longitudinale déterminée, la ou chaque face de jonction et la ou chaque surface moyenne sont au moins approximativement transversales, le ou chaque premier conduit est au moins approximativement transversal et constitue une dérivation et le ou chaque deuxième conduit est au moins approximativement longitudinal et constitue un collecteur. Dans un tel cas, le ou chaque collecteur présente le plus souvent une forme générale linéaire, plus ou moins rectiligne, et il en est généralement prévu deux exemplaires dont l'un sert à l'arrivée du fluide caloporteur et l'autre à son retour et entre lesquels la ou chaque dérivation forme une boucle longeant localement la face de formage.
Lorsque, par contre, dans le cas d'un objet présentant la forme d'un pot ou une forme similaire, entourant un axe longitudinal déterminé, on met en œuvre l'étape initiale a en donnant à la face de formage projetée une forme entourant un axe longitudinal déterminé, on met en œuvre l'étape initiale a également en orientant au moins approximativement longitudinalement la ou chaque dérivation projetée et au moins approximativement transversalement le ou chaque collecteur projeté et la ou chaque surface moyenne et en choisissant comme premier conduit projeté le ou chaque collecteur et comme deuxième conduit projeté la ou chaque dérivation projetée, et l'on met en œuvre l'étape b en orientant au moins approximativement transversalement la ou chaque face de jonction et la ou chaque gorge et au moins approximativement longitudinalement le ou chaque passage. Alors, l'outil selon l'invention se caractérise en ce que la face de formage présente une forme entourant un axe longitudinal déterminé, la ou chaque face de jonction et la ou chaque surface moyenne sont au moins approximativement transversales, le ou chaque premier conduit est au moins approximativement transversal et constitue un collecteur et le ou chaque deuxième conduit est au moins approximativement longitudinal et constitue une dérivation. Dans un tel cas, le ou chaque collecteur présente le plus souvent une forme générale annulaire et il en est généralement prévu deux exemplaires dont l'un sert à l'arrivée du fluide caloporteur et l'autre à son retour et entre lesquels la ou chaque dérivation présente une forme générale linéaire, plus ou moins rectiligne.
Ces deux exemples correspondent à des cas fréquents d'application mais ne sont en aucune façon limitatifs.
D' autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description ci-dessous, relative à deux exemples non limitatifs de mise en œuvre de l'invention, ainsi que des dessins annexés qui accompagnent cette description.
La figure 1 montre une vue d'un poinçon destiné à la réalisation d'une pièce en forme de pot axisymétrique par emboutissage d'une tôle à chaud, ainsi qu'une vue de pièce ainsi réalisée, en cours d'extraction du poinçon, en coupe par un plan passant par un axe commun du poinçon et de la pièce.
La figure 2 montre, en une vue en coupe similaire à celle de la figure 1, la matrice correspondante.
La figure 3 montre une vue en perspective du contour d'une matrice selon l'invention, destinée à la réalisation d'une poutre creuse, allongée, telle qu'une traverse pare-chocs pour véhicules automobiles, par emboutissage d'une tôle à chaud, avec illustration du contour des différentes tranches de cette matrice et illustration du circuit de fluide caloporteur à l'intérieur de celle-ci. La figure 4 montre une vue en perspective, similaire à celle de la figure 3, de l'une des tranches de cette matrice, repérée en IV à la figure 3 ;
La figure 5 montre, en une vue similaire à celle de la figure 3, le poinçon correspondant et illustre en outre la pièce réalisée par emboutissage à chaud au moyen de la matrice de la figure 3 et du poinçon de la figure 5, telle qu'elle se présente en cours d'extraction du poinçon. Bien que les outils selon l'invention qui ont été illustrés respectivement aux figures 1 et 2 et aux figures 3 à 5 correspondent à deux cas d'application d'un outil selon l'invention à la réalisation d'une pièce par emboutissage d'une tôle à chaud, un Homme du métier comprendra aisément que l'on pourrait réaliser de façon en tout point similaire des outils destinés à la réalisation d'un pièce de même forme respective par injection-moulage d'une matière thermoplastique. Les modifications à apporter à cet effet aux outils qui ont été illustrés et vont être décrits relèvent des aptitudes normales d'un Homme du métier, une différence essentielle résidant dans le fait que les outils destinés à l'injection-moulage et correspondant respectivement au poinçon et à la matrice doivent définir entre eux une empreinte fermée pour recevoir la matière thermoplastique alors que cette condition n' a pas à être remplie entre un poinçon et une matrice d'emboutissage à chaud.
On se référera en premier lieu aux figures 1 et 2, où l'on a désigné par 1 la pièce à réaliser ou réalisée et respectivement par 2 et 3 le poinçon et la matrice utilisés à cette fin. On a désigné par 4 un axe longitudinal que la pièce 1, en forme de pot, entoure en présentant dans cet exemple une forme de révolution autour de cet axe 4, et l'on a désigné par la même référence un axe de symétrie de révolution respective du poinçon 2 et de la matrice 3. Un Homme du métier comprendra aisément que les dispositions qui vont être décrites à propos du poinçon 2 et de la matrice 3, en relation avec une pièce 1 axisymétrique, pourront être adaptées sans difficulté au cas d'un poinçon 2 et d'une matrice 3 destinés à la réalisation d'une pièce 1 qui, tout en présentant la forme générale d'un pot enveloppant un axe longitudinal 4, présentent une forme différente d'une forme de révolution autour de cet axe 4, tout en présentant une forme compatible avec une réalisation par emboutissage à chaud ; il en serait de même si les outils constitués par le poinçon 2 et la matrice 3 dans cet exemple étaient destinés à la réalisation de l'objet 1 par injection-moulage d'une matière thermoplastique. La forme de l'objet 1 et la forme, corrélée, du poinçon 2 et de la matrice 3 qui vont être décrites doivent donc être considérées comme une simple illustration de l'invention, sans caractère limitatif quant à celle-ci.
Dans l'exemple illustré, l'objet 1 présente, en une seule pièce de tôle, un fond plat 5, transversal et coupant l'axe 4, et un rebord annulaire 6, longitudinal, entourant l'axe 4, bordant le fond 5 et s' évasant à partir d'un raccordement curviligne avec celui-ci.
Plus précisément, le rebord 6 est délimité dans cet exemple, respectivement vers l'axe 4 et dans le sens d'un éloignement par rapport à celui-ci, par une face périphérique intérieure 7 et par une face périphérique extérieure 8 tronconiques de révolution autour de l'axe 4, mutuellement parallèles et s' évasant dans un sens longitudinal 9 jusqu'à un chant libre 10 transversal, annulaire de révolution autour de l'axe 4 et au moins approximativement plan et perpendiculaire à cet axe 4. En sens opposé au sens 9, les faces 7 et 8 du rebord 6 se raccordent respectivement à une face intérieure plane 11 du fond 5, par l'intermédiaire d'une courbure concave, et à une face extérieure plane 12 de ce fond 5, par l'intermédiaire d'une courbure convexe, les deux faces 11 et 12 étant mutuellement parallèles et perpendiculaires à l'axe 4 qu'elles coupent.
Le poinçon 2 est destiné à mettre en forme les faces intérieures 7 et 11 alors que la matrice 3 est destinée à mettre en forme les faces extérieures 8 et 12, à partir d'un flanc plan, non représenté, découpé dans une tôle d'acier et chauffé à une température appropriée, comme il est connu de façon générale dans le domaine de l'emboutissage à chaud. Le poinçon 2 et la matrice 3 sont par ailleurs destinés à assurer, comme il est également connu dans ce domaine, un trempage de l'objet 1 réalisé, par un refroidissement accéléré au moyen d'une circulation d'un fluide de refroidissement à l'intérieur du poinçon 2 et de la matrice 3, dont chacun comporte intérieurement à cet effet un circuit 13, 14 de circulation de ce fluide. A titre de fluide de refroidissement, on peut utiliser par exemple de l'eau, mais d'autres fluides pourraient être utilisés, la nature du fluide caloporteur circulant dans un outil conforme à la présente invention n'étant pas critique au regard de celle-ci. En relation avec la forme des faces intérieures 7 et 11 qu'il doit mettre en forme, le poinçon 2 présente dans l'exemple illustré une forme générale tronconique de révolution autour de l'axe 4, cette forme étant définie par :
- une face frontale 15 tournée en sens opposé au sens 9 et complémentaire de la face intérieure 11 du fond 5, c'est-à-dire transversale, plane et sécante de l'axe 4 à angle droit, - une face périphérique extérieure 16 complémentaire de la face périphérique intérieure 7 du rebord 6, c'est-à- dire tronconique de révolution autour de l'axe 4 avec une conicité identique à celle de la face 7, cette face périphérique extérieure 16 s' évasant ainsi dans le sens 9 à partir de son raccordement curviligne avec la face frontale 15, lequel raccordement est convexe et complémentaire du raccordement curviligne concave de la face 7 avec la face 11, la face périphérique extérieure 16 présentant toutefois des dimensions longitudinales supérieures à celles de la face périphérique intérieure 7, et
- une autre face frontale 17 plane, perpendiculaire à l'axe 4 et tournée dans le sens 9, la face périphérique extérieure 16 se raccordant à cette face frontale 17 à l'opposé, longitudinalement, de son raccordement avec la face frontale 15.
Ainsi, seule une partie de la face périphérique 16, à savoir sa partie longitudinalement la plus proche de la face frontale 15, sert au formage de la face périphérique intérieure 7 du rebord 6 de l'objet 1 alors que, lors de ce formage, une partie de cette face 16, adjacente à la face 17, reste dégagée par l'objet 1.
Le contour du poinçon 2, en ce qui concerne les formes respectives et la disposition relative de la face frontale 15 et de la face périphérique 16, étant déterminé en fonction de la forme intérieure de l'objet 1 réalisé, telle que définie par les faces intérieures 7 et 11 de celui-ci, on conçoit le circuit 13, lors de la conception du poinçon 2, exclusivement ou pratiquement exclusivement en fonction d'un effet de refroidissement souhaité de l'objet 1 en cours de réalisation, par conduction thermique à travers la matière constitutive du poinçon 2, depuis ce circuit 13.
Dans l'exemple illustré, le circuit 13 comporte un conduit ou collecteur 18 d'entrée de fluide caloporteur, disposé longitudinalement et plus précisément axialement, présentant la forme d'un trou borgne débouchant dans la face frontale 17 et fermé à proximité immédiate de la face frontale 15 par un fond plan transversal 19. Ce collecteur 18 est délimité dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 4 par un premier tronçon de face périphérique intérieure 20 cylindrique de révolution autour de l'axe 4 avec un diamètre déterminé non référencé, dans sa zone la plus proche de la face frontale 17, et par un tronçon 21 de face périphérique intérieure également cylindrique de révolution autour de l'axe 4 mais avec un diamètre légèrement inférieur à celui du tronçon 20 dans sa zone la plus proche du fond 19, les deux tronçons 20 et 21 étant raccordés mutuellement par un epaulement 22 plan, annulaire de révolution autour de l'axe 4 et tourné dans le sens 9, à une distance longitudinale de la face 15 qui correspond sensiblement à la distance longitudinale séparant mutuellement le chant libre 10 du rebord 6 et la face intérieure 11 du fond 5 de l'objet 1 à réaliser. A cet égard, la dimension longitudinale du tronçon 21 est largement supérieure à celle du tronçon 20.
A proximité immédiate du fond 19, le collecteur 18 se ramifie en huit conduits de dérivation 23 dont chacun est disposé suivant un demi-plan moyen respectif défini par l'axe 4 et qui, ainsi, rayonnent radialement en référence à cet axe 4, à partir d'une embouchure respective dans le tronçon de face périphérique intérieure 21 du collecteur d'entrée 18.
A partir de cette embouchure dans le collecteur d'entrée 18, chacun des conduits de dérivation 23 présente successivement :
- une première partie rectiligne 24 orientée radialement par rapport à l'axe 4, c'est-à-dire en particulier présentant un plan moyen 29 perpendiculaire à cet axe 4 et commun à toutes les parties 24, et,
- à partir d'une extrémité de la partie 24 qui est la plus éloignée de l'axe 4 tout en restant placée en retrait vers celui-ci par rapport à la face périphérique extérieure 26 du poinçon 2, une partie respective 25 rectiligne, s' éloignant de son raccordement avec la partie 24 suivant un axe respectif 26 qui s'éloigne progressivement de l'axe 4 dans le sens 9, en formant par rapport à l'axe 4 un angle non référencé sensiblement identique à celui que forme par rapport à cet axe la face périphérique extérieure du poinçon 2, de telle sorte que chacune des parties 25 longe parallèlement cette face périphérique intérieure 16 à l'intérieur du poinçon 2, de même que chaque partie 24 longe parallèlement la face frontale 15 de l'outil 2 à l'intérieur de celui-ci.
Chacun des parties 24 et 25 présente une section courante circulaire, de même diamètre.
A l'opposé de son raccordement avec la partie 24 respective, chaque partie 25 se raccorde à un collecteur intermédiaire 27 également aménagé à l'intérieur du poinçon 2 et présentant quant à lui une forme annulaire de révolution autour de l'axe 4, et plus précisément torique dans l'exemple illustré, avec une section circulaire de diamètre supérieur à celui des parties 24 et 25 et sensiblement identique à celui du tronçon 20 de la face périphérique intérieure du collecteur d'entrée 18, c'est-à-dire légèrement supérieur à celui du tronçon 21 de la face périphérique intérieure de celui-ci ou encore largement supérieur à celui des parties 24 et 25.
Le collecteur intermédiaire 27 est disposé suivant un plan moyen transversal 28 dans lequel se situe également l' epaulement 22 assurant le raccordement entre les tronçons 20 et 21 de la face périphérique intérieure du collecteur 18.
Le collecteur intermédiaire 27 longe la face périphérique extérieure 16 du poinçon 2 au même titre que la partie 25 de chaque conduit de dérivation 23.
Ce collecteur intermédiaire 27 est lui-même relié, par huit conduits longitudinaux 30 cylindriques de révolution autour d'axes respectifs 31 longitudinaux, parallèles à l'axe 4 et disposés dans des demi-plans définis par cet axe 4 et régulièrement répartis angulairement autour de celui-ci, à un collecteur de sortie ou de retour 32 qui présente sensiblement la même forme que ce collecteur intermédiaire 27 mais est décalé dans le sens 9 par rapport à celui-ci, c'est-à-dire se trouve entre ce collecteur intermédiaire 27 et la face frontale 17 du poinçon 2.
De préférence, les conduits 30 alternent, en direction circonférentielle autour de l'axe 4, avec les parties 25 des conduits ramifiés 23 pour assurer une répartition optimale du fluide caloporteur à l'intérieur du collecteur intermédiaire 27, suivie d'un passage optimal vers le collecteur de sortie 32.
Le collecteur de sortie 32 est disposé dans un plan transversal 33 ainsi décalé vers la face frontale 17 du poinçon 2 par rapport au plan moyen transversal 28 du collecteur 27. Suivant ce même plan 33 est aménagé un conduit 34 orienté radialement par rapport à l'axe 4 et raccordant le collecteur de sortie 32, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 4, à une embouchure de sortie du fluide caloporteur, située dans la face périphérique extérieure 26 de l'outil 2 mais à l'extérieur de la zone de cette face périphérique extérieure 26 servant à former la face périphérique intérieure 7 du rebord 6 de l'objet 1.
Conformément à la présente invention, une fois le circuit 13 projeté en fonction des besoins thermiques au niveau des faces extérieures 15 et 16 du poinçon 2 notamment en ce qui concerne les conduits de dérivation 23, après que l'on ait projeté la géométrie des faces 15 et 16 du poinçon 2 en fonction de la forme à donner aux faces intérieures 11 et 7 de l'objet 1, respectivement, on projette une subdivision du poinçon 2 à réaliser en une pluralité de tranches qui, dans l'exemple illustré, sont au nombre de six référencées respectivement 35, 36, 37, 38, 39, 40, orientées transversalement par rapport à l'axe 4 et se succédant longitudinalement, dans cet ordre, dans le sens 9.
La tranche 35, ou tranche extrême amont en référence au sens 9, est délimitée d'une part par la face frontale 15 et l'arrondi de raccordement de celle-ci avec la face périphérique extérieure 16 du poinçon 2, et d'autre part par une face plane 41 perpendiculaire à l'axe 4, décalée dans le sens 9 par rapport à la face frontale 15 et plus précisément disposée suivant le plan moyen 29, cette face 41 constituant une face de jonction de la tranche 35 avec la tranche 36 suivante dans le sens 9.
Lorsque le poinçon 2 est réalisé, cette face de jonction 41 s'appuie à plat sur une face de jonction 42 également plane, perpendiculaire à l'axe 4 et disposée suivant le plan 29, laquelle face de jonction 42 délimite la tranche 36 en sens opposé au sens 9. Dans ce sens 9, la tranche 36 est délimitée par une face 43 plane, perpendiculaire à l'axe 4 et constituant une face de jonction avec la tranche 37 suivante dans le sens 9. A cet effet, la tranche 37 est elle-même délimitée en sens opposé au sens 9 par une face 44 de jonction avec la tranche 36, laquelle face 44 est plane, perpendiculaire à l'axe 4 et s'applique à plat sur la face 43 lorsque l'outil 2 est réalisé.
Dans le sens 9, la tranche 37 est délimitée par une face 45 plane et perpendiculaire à l'axe 4 et servant de jonction avec la tranche 38 suivante dans le sens 9, laquelle est délimitée en sens opposé au sens 9 par une face 46 également plane et perpendiculaire à l'axe 4, s' appliquant à plat contre la face 45 et constituant ainsi une face de jonction la tranche 38 avec la tranche 37.
Dans le sens 9, la tranche 38 est délimitée par une face plane 47 perpendiculaire à l'axe 4 et disposée suivant le plan moyen 28 du collecteur 27. Cette face 47 sert de face de jonction avec la tranche 39 suivante dans le sens 9, laquelle est délimitée en sens opposé au sens 9 par une face 48 plane, perpendiculairement au plan 4 et disposée suivant le plan 28, cette face 48 de jonction avec la tranche 38 s' appliquant à plat contre la face 47 lorsque le poinçon 2 est réalisé. Dans le sens 9, la tranche 39 est délimitée par une face plane 49 perpendiculaire à l'axe 4 et située suivant le plan 33, laquelle face 49 constitue une face de jonction avec la tranche 40 suivant dans le sens 9, laquelle est délimitée en sens opposé au sens 9 par une face 50 de jonction avec la tranche 39, laquelle face 50 est également plane, perpendiculaire à l'axe 4 et disposée suivant le plan moyen 33 du collecteur 32 pour s'appliquer à plat contre la face 49 lorsque le poinçon 2 est réalisé. Dans le sens 9, la tranche 40, qui constitue la tranche limite aval dans le sens 9, est délimitée par la face 17.
Dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 4, chacune des tranches 35, 36, 37, 38, 39, 40 est délimitée par un tronçon respectif, annulaire, de la face périphérique extérieure 16 du poinçon 2 à réaliser ou réalisé, ces tronçons de la face périphérique 16 se raccordant mutuellement pour définir celle-ci lorsque le poinçon 2 est réalisé.
Les faces 41 et 42 de jonction entre les tranches 35 et 36 coïncidant avec le plan 29 qui constitue le plan moyen de symétrie des parties 24 des différents conduits de dérivation 23, chacune de ces parties 24 est réalisée pour moitié dans chacune de ces faces de jonction 41 et 42, par aménagement d'une gorge respective 51, 52, de section hémi-circulaire. Lorsque les tranches 35 et 36, réalisées séparément, sont assemblées par application mutuelle, à plat, des faces de jonction 41 et 42, les gorges 51 et 52 se complètent pour former les parties 24 respectives .
Dans la tranche 36 sont en outre aménagés, suivant les axes 26, des passages rectilignes 53 qui traversent ainsi la tranche 36 de part en part, longitudinalement, c'est-à-dire de la face de jonction 42 à la face de jonction 43, et constituent un tronçon respectif d'une partie 25 de chaque conduit de dérivation 23.
De même, la tranche 37 est traversée longitudinalement de part en part, suivant chacun des axes 26, d'un passage rectiligne 54 respectif qui débouche dans les faces de jonction 44 et 45 et correspond à un tronçon de partie 25 d'un conduit de dérivation 23 respectif. On observera qu'aucune gorge similaire aux gorges 51 et 52 n'est aménagée dans les faces de jonction 43, 44, 45, et qu'il en est de même dans la face de jonction 46 de la tranche 38. Par contre, dans la face 47 de jonction de la tranche 38 avec la tranche 39, de même que dans la face 48 de jonction de la tranche 39 avec la tranche 38, lesquelles faces 47 et 48 coïncident avec le plan moyen 28 du collecteur 27, est aménagée une gorge annulaire respective 55, 56, présentant une section respective hémicirculaire et correspondant à une moitié respective du collecteur intermédiaire 27 tel que subdivisé par son plan moyen 28.
En outre est aménagé dans la tranche 38, suivant chaque axe 26, un passage longitudinal 57 respectif, rectiligne, débouchant d'une part dans la face 46 de jonction avec la tranche 37 et d'autre part dans la gorge 55 pour constituer une partie respective d'un tronçon 25 de conduit de dérivation 23 respectif.
De même, dans chacune des faces de jonction 49 et 50, qui coïncident avec le plan moyen 33 du collecteur de sortie 32, sont aménagées d'une part une gorge annulaire respective 58, 59 de section hémicirculaire, correspondant à une moitié de ce collecteur de sortie 32 tel que subdivisé par son plan moyen 33, et d'autre part une gorge 60, 61 rectiligne, radiale en référence à l'axe 2 et correspondant à une moitié respective de la sortie 34 telle que subdivisée par le plan moyen 33.
Lorsque les différentes tranches sont assemblées, les gorges 55 et 56 se complètent pour former le collecteur intermédiaire 27, les gorges 58 et 59 se complètent pour former le collecteur de sortie 32 et les gorges 60 et 61 se complètent pour former la sortie 34.
En outre, dans la tranche 39 sont aménagés, suivant l'axe 31, deux passages longitudinaux dont chacun constitue intégralement un conduit 30 respectif et relie mutuellement les gorges 56 et 58 aménagées respectivement dans les faces de jonction 48 et 49 de cette tranche 39.
Par ailleurs, chacune des tranches 35 à 40 définit, par un passage longitudinal, axial respectif 62, 63, 64, 65, 66, 67, un tronçon respectif du collecteur d'entrée 18. A cet égard, le passage 62 est borgne, aménagé en creux dans la face de liaison 41 de la tranche 35 et il est délimité d'une part en sens opposé au sens 9 par le fond 19, placé en retrait par rapport à la face de jonction 41 en sens opposé au sens 9, et d'autre part dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 4 par une partie correspondante du tronçon de face périphérique intérieure 21 du collecteur 18. Les tronçons 63, 64, 65, traversent respectivement les tranches 36, 37, 38 de part en part et correspondent à une partie respective du tronçon 25 de face périphérique intérieure du collecteur d'entrée 18. Les passages 66 et 67 traversent quant à eux de part en part respectivement la tranche 39 et la tranche 40 et correspondent à une partie respective du tronçon 20 de la face périphérique intérieure du collecteur d'entrée 18 ; en d'autres termes, ils présentent en référence à l'axe 4 un diamètre supérieur à celui des passages 62, 63, 64, 65, l' epaulement 22 étant défini par une zone marginale de la face de jonction 47 de la tranche 38, autour de l'embouchure du passage 65 dans cette face.
Une fois le poinçon 2 projeté subdivisé intellectuellement dans les différentes tranches 35 à 40, avec les gorges et passages respectifs correspondant à des parties du circuit 13 projeté, on réalise ces tranches 35 à 40 indépendamment les unes des autres, soit en fonderie avec les gorges et/ou passages respectivement correspondants, soit par usinage d'un bloc préexistant respectif d'un matériau thermoconducteur, de préférence choisi parmi les matériaux précités lorsqu'il s'agit de réaliser un poinçon 2 d'emboutissage à chaud ; à cet égard, on pourra utiliser avantageusement les cupro-Al203 commercialisés sous la marque enregistrée GLIDCOP, sous les références A115, A125 et Al60, par la société OMG AMERICA, qui présentent des valeurs élevées en termes de limite élastique à 2% MPa et en termes de conductibilité thermique, ou encore des cupro-cadmium, qui présentent également de bonnes caractéristiques à cet égard, ces matériaux n'étant toutefois indiqués qu'à titre d'exemple non limitatif. Une fois les tranches 35 à 40 ainsi réalisées soit en fonderie, soit par usinage, elles sont assemblées mutuellement par application mutuelle, à plat, de leurs faces de jonction 41 à 49, ce qui constitue le poinçon 2. Cet assemblage peut être réalisé par différents moyens, comme on l'a indiqué précédemment, mais on observera que les matériaux précités se prêtent bien à un brasage qui permet d'assurer en même temps l' étanchéité du circuit 13.
Lorsque les faces 15 et 16 destinées à servir au formage de l'objet 1 présentent une conformation simple, comme il est illustré, on peut réaliser chacune de tranches 69, 70, 71, 72, 73 de telle sorte qu'elle présente sa conformation définitive au niveau d'une face utile respective destinée à constituer la face 15 ou un tronçon respectif de la face 16 ; alors on obtient directement les faces 15 et 16 de l'outil 1 par assemblage mutuel des tranches. Lorsque, par contre, les faces destinées au formage présentent une forme plus ou moins complexe, on peut préférer réaliser sur chaque tranche seulement l'ébauche d'une face utile, auquel cas on n'obtient lors de l'assemblage qu'une ébauche de face de formage et l'on fait suivre l'assemblage des tranches d'un usinage de cette ébauche, pour réaliser la face de formage .
La matrice 3 est conçue suivant une démarche intellectuelle similaire, caractéristique de la présente invention, et se compose dans l'exemple illustré de six tranches 73 à 74 qui se succèdent longitudinalement dans le sens 9 de l'axe 4 et sont solidarisées mutuellement à l'état mutuellement jointif par des faces de jonction mutuelle 73 à 84 planes, perpendiculaires à l'axe 4 et tournées alternativement dans le sens 9, en ce qui concerne les faces 75, 77, 79, 81, 83, délimitant dans ce sens respectivement les tranches 69, 70, 71, 72, 73, et en sens opposé au sens 9 en ce qui concerne les faces 76, 78, 80, 82, 84, qui délimitent respectivement les tranches 70, 71, 72, 73, 74 dans le sens opposé au sens 9. La tranche 69, en sens opposé 9, et la tranche 74, dans le sens 9, sont en outre délimitées respectivement par une face libre 85, 86 plane, perpendiculaire à l'axe 4 et tournée respectivement en sens opposé au sens 9 et dans ce sens 9, ces faces 85 et 86 constituant des faces périphériques extérieures de la matrice 3.
Par ailleurs, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 4, la matrice 3 est délimitée par une face périphérique extérieure 87 qui est par exemple cylindrique de révolution autour de l'axe 4 et dont chaque tranche 69 à 74 forme une partie, par une face périphérique extérieure respective non référencée. Cette forme de la face 87 est cependant indifférente au regard du formage de l'objet 1. Autour de l'axe 4 et vers celui-ci, la matrice 3 définit une cavité 107 d'emboutissage à chaud pour l'objet 1 à réaliser, laquelle cavité 107 est longitudinale et débouche dans la face 86 dans le sens 9, alors qu'elle est fermée vers la face 85 dans le sens opposé.
Plus précisément, la cavité 107 est délimitée, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 4, par une face périphérique intérieure 88 tronconique de révolution autour de l'axe 4, s' évasant dans le sens 9 avec une conicité identique à celle de la face périphérique extérieure 8 du rebord 6 de l'objet 1 à réaliser, entre deux plans géométriques 89 et 90 perpendiculaires à l'axe 4 et passant respectivement à l'intérieur de la tranche 74, entre les faces 84 et 86 de celle-ci, et à l'intérieur de la tranche 71, entre les faces 78 et 79 de celle-ci et respectivement plus près de la face 84 que de la face 86 et plus près de la face 79 que de la face 78. Entre le plan 89 et la face 86, la face périphérique intérieure 88 de la cavité 107 s'évase encore davantage, suivant un profil curviligne, pour faciliter l'engagement de la tôle dans la cavité 107 en cours d'emboutissage. Longitudinalement à l'opposé de son raccordement avec la face 86, en sens opposé au sens 9, la face périphérique intérieure se raccorde, au niveau du plan 90, à une face intérieure 91 plane, perpendiculaire à l'axe 4 et complémentaire de la face extérieure 12 du fond 5 de l'objet 1 à réaliser, le raccordement étant curviligne de façon complémentaire du raccordement mutuel de la face périphérique extérieure 8 du rebord 6 de l'objet 1 à réaliser et de la face extérieure 12 du fond 5 de celui-ci.
La face de fond 91 de la cavité 107, son raccordement curviligne avec la face 88 et un tronçon de celle-ci sont aménagés en creux dans la face 79 de la tranche 71 et le reste de la face 91 se répartit par tronçons entre les tranches 72, 73, 74 qui, à cet effet, sont percées de part en part, axialement, d'un passage respectif 92, 93, 94, alors que la tranche 71 est percée d'un trou axial borgne 95 dans sa face 79 pour constituer la face de fond 91, la partie correspondante de la face périphérique extérieure 88 et leur raccordement mutuel curviligne.
Le circuit 14 de circulation de fluide caloporteur, à savoir un fluide de refroidissement tel que de l'eau dans cet exemple, est aménagé pour l'essentiel dans les tranches 71, 72, 73, 74, autour de la cavité 107 et comporte deux collecteurs transversaux 96, 97, annulaires de révolution autour de l'axe 4 et de même section circulaire, disposés coaxialement suivant un même plan moyen transversal 98 suivant lequel sont disposées les faces de jonction 77 et 78 entre les tranches 70 et 71. Ces collecteurs 96 et 97, respectivement d'entrée et de sortie de fluide caloporteur, sont disposés respectivement à proximité immédiate de la face périphérique extérieure 87 de la matrice 3 et à proximité immédiate d'un prolongement géométrique de la face périphérique intérieure 88 de la cavité 107, et chacun d'eux est défini pour moitié par une gorge annulaire respective 98, 99 aménagée dans la face de jonction 77 de la tranche 70, et pour moitié par une gorge annulaire respective 100, 101 aménagée dans la face de jonction 78 de la tranche 71, les deux moitiés de chaque collecteur 96, 97 étant définies par le plan moyen 98.
De même, un collecteur intermédiaire 102, transversal, annulaire de révolution autour de l'axe 4 et de section circulaire ici légèrement supérieure à celle des collecteurs 96 et 97, est aménagé suivant un plan moyen 103 perpendiculaire à l'axe 4 et suivant lequel sont disposées les faces de jonction 83 à 84 des tranches 73 et 74, entre la face périphérique intérieure 88 de la cavité 107 et la face périphérique extérieure 87 de la matrice 3, à proximité de l'embouchure de la cavité 107 dans la face 86 de la tranche 74. Le collecteur 102 est également réalisé pour moitié sous forme d'une gorge annulaire 104 aménagée dans la face de jonction 83 de la tranche 73 et pour moitié sous forme d'une gorge annulaire 105 aménagée dans la face de jonction 84 de la tranche 94.
Suivant des demi-plans moyens définis par l'axe 4 et équirépartis angulairement autour de celui-ci, ici au nombre de huit, sont aménagées des paires de conduits de dérivation entre le collecteur intermédiaire 2 et les collecteurs d'entrée 96 et de sortie 97, chacune de ces paires comportant un conduit 108 rectiligne, d'axe 109 parallèle à l'axe 4, raccordant mutuellement le collecteur d'entrée 96 et le collecteur intermédiaire 102 en longeant la face périphérique intérieure 87 de la matrice 3, et un conduit 110 rectiligne, d'axe 111 longitudinal mais présentant une obliquité telle que ce conduit 110 longe la face périphérique extérieure 88 de la cavité 107 en raccordant mutuellement le collecteur intermédiaire 102 et le collecteur de sortie 96. Chacun des conduits 108 et 110, de même section circulaire, présente un diamètre inférieur à celui des collecteurs 96, 97 et 102.
En application de la présente invention, chacun des conduits 108 et 110 est formé de l'alignement, suivant l'axe respectif 109, 110, d'un passage 112, 113 aménagé suivant l'axe respectif 109, 111 dans la tranche 71 et débouchant d'une part par la gorge 100 ou 101 et d'autre part dans la face de jonction 79, d'un passage respectif 114, 115 aménagé suivant l'axe respectif 109, 111 dans la tranche 72 et traversant celle-ci de part en part, c'est-à-dire de sa face 80 à sa face 81, et d'un passage respectif 115, 116 aménagé suivant l'axe respectif 109, 111 dans la tranche 73 et débouchant d'une part dans la face 82 de celle-ci et d'autre part dans la gorge 104 définissant la moitié du collecteur intermédiaire 102.
En outre, respectivement pour l'arrivée et le retour du fluide caloporteur, dans la tranche 70 sont aménagés deux passages rectilignes 117, 118 d'axe respectif 119, 120 parallèle à l'axe 4, le passage 117 débouchant d'une part dans la gorge 98 définissant pour moitié le collecteur d'entrée 96 et d'autre part dans la face de jonction 76 alors que le passage 118 débouche d'une part dans la gorge 99 définissant pour moitié le collecteur de sortie 87 et d'autre part dans cette même face 76. Suivant le même axe 119, 120, la tranche 69 est percée de part en part, c'est-à-dire entre ses faces 75 et 85, d'un passage rectiligne respectif 121, 122 qui présente la même section circulaire que le passage 117, 118 respectivement correspondant, les diamètres des différents passages 117, 118, 121, 122 étant identiques et intermédiaires entre les diamètres respectifs des collecteurs 96, 97, 102, d'une part, et des conduits de dérivation 108, 110, d'autre part. Un Homme du métier comprendra aisément que les différentes tranches 69 à 74 peuvent être réalisées, comme les tranches 35 à 40 du poinçon 2, en fonderie ou par usinage d'un bloc préexistant d'une matière thermoconductrice, par exemple choisie dans la gamme précédemment indiquée, l'assemblage mutuel des tranches 69 à 74 pouvant être également réalisé par l'un ou l'autre des moyens précités, à savoir de préférence par brasage afin de procurer directement une étanchéité au circuit 14 de circulation de fluide caloporteur. De même, chacune des tranches 71 à 74 qui définissent ensemble la cavité 107 peut présenter dès sa fabrication, respectivement autour du trou borgne 95 ou du passage correspondant 92, 93, 94, une face utile présentant la géométrie définitive d'une partie respectivement correspondante du fond 9 ou de la face périphérique intérieure 88 de la cavité 107, mais on peut également prévoir que chacune des tranches 71 à 74 ne présente à sa fabrication qu'une ébauche d'une telle face utile, et que les faces 91 et 88 soient usinées seulement après l'assemblage des tranches. Il est bien entendu que le poinçon 2 et la matrice 3 d'emboutissage à chaud qui viennent d'être décrits coopèrent de la façon connue dans l'art antérieur avec un flanc plan découpé dans une tôle appropriée puis chauffé, pour former l'objet 1 puis refroidir celui-ci aux fins de le tremper, si bien que l'on ne décrira pas le mode d'utilisation du poinçon 2 et de la matrice 3.
De même, on ne décrira pas davantage la conformation de chacun des circuits 13, 14 de circulation d'un fluide caloporteur respectivement à l'intérieur du poinçon 2 et de la matrice 3, par exemple en termes de section de ces circuits 13 et 14 suivant leurs zones, les choix les mieux appropriés pouvant être effectués par l'Homme du métier, et ceci indépendamment de toute limitation analogue à celle qui était opposée dans l'Art antérieur par les procédés de fonderie utilisés, et que chacune des tranches caractéristiques de la mise en œuvre de la présente invention soit réalisée en fonderie ou par usinage d'un bloc préexistant d'une matière appropriée. De même, la conformation des circuits de refroidissement 13 et 14 les mieux appropriés à chaque géométrie d'objet 1 à réaliser et à la géométrie que présentent les faces du poinçon et de la matrice utiles à cet effet relèvera, dans chaque cas, des aptitudes normales d'un Homme du métier.
A cet égard, les figures 3 à 5, auxquelles on se référera à présent, illustrent un poinçon et une matrice qui, tout en étant adaptés à la réalisation, par exemple par emboutissage à chaud, d'un objet présentant une conformation totalement différente de celle de l'objet 1 qui vient d'être décrit, le poinçon, la matrice et les circuits de fluide caloporteur qu'ils renferment présentant eux-mêmes à cet effet des conformations très différentes, présentent la subdivision en tranches mutuellement assemblées de façon solidaire, caractéristique de la présente invention.
Les figures 3 à 5 illustrent ainsi un poinçon 124 et une matrice 125 destinés à coopérer pour former par emboutissage à chaud, à partir d'un flanc initialement plat découpé dans une tôle, un objet 126 en forme de poutre allongée suivant une direction longitudinale 127, qui servira de référence à la description de cet objet 126 comme à la description du poinçon 124 et de la matrice 125. Plus précisément, l'objet 126 présente une double courbure dans cet exemple, à savoir une courbure suivant un premier plan de symétrie 128 qui est longitudinal ainsi que, de façon courante, une courbure suivant des plans transversaux et, en particulier, suivant un plan transversal de symétrie 129. L'objet 126 est ainsi délimité par une face extérieure 130 à double courbure convexe, par une face intérieure 131 à double courbure concave, et par un chant périphérique 132 raccordant mutuellement ces deux faces 130 et 131 qui sont approximativement homothétiques si l'on excepte certaines variations d'épaisseur localisées pouvant résulter de l'application de l'emboutissage à un flanc d'épaisseur initialement uniforme.
Comme la direction longitudinale 127, les plans moyens de symétrie 128 et 129 serviront de référence à la description, qui va suivre, du poinçon 124 et de la matrice 125, dont ces plans constituent également respectivement un plan longitudinal moyen de symétrie et un plan transversal moyen de symétrie.
Tels qu'ils sont projetés puis réalisés, le poinçon 124 et la matrice 125 présentent un contour extérieur comportant en particulier une face respective de formage de l'objet 126, à savoir respectivement une face 133 de formage de la face intérieure 131 et une face 134 de formage de la face extérieure 130, lesquelles faces 133 et 134 présentent respectivement une forme complémentaire de celle de la face 131 et une forme complémentaire de la face 130.
Autour de la face de formage respective 133, 134, le poinçon 124 et la matrice 125 sont délimités extérieurement par un trottoir 135, 136 bordant de toute part cette face de formage 133, 134 dans le sens d'un éloignement par rapport aux plans 128 et 129, chacun de ces trottoirs 135, 136 étant défini par des génératrices perpendiculaires au plan 128, à partir de son raccordement à la face de formage respective 133, 134. Dans le sens d'un éloignement par rapport aux plans 128 et 129, les trottoirs 135 et 136 se raccordent à une face périphérique extérieure respective 137, 138 placée en retrait par rapport au trottoir respectivement correspondant et à la face de formage respectivement correspondante et définie par des génératrices parallèles aux deux plans 128 et 129.
A l'opposé de leur raccordement avec le trottoir respectif 135, 136, les faces périphériques extérieures 137, 138 se raccordent à un dos plan 139, 140, perpendiculaire aux deux plans 128 et 129 et tourné à l'opposé de la face de formage respective 133, 134 et du trottoir respectif 135, 136. Le raccordement de la face périphérique extérieure 138 au dos 140 est direct dans le cas de la matrice 125, alors que le raccordement de la face périphérique extérieure 137 au dos 139 s'effectue par l'intermédiaire d'un rebord périphérique 141 dans le cas du poinçon 124.
On observera que seule la forme des faces de formage 133 et 134 et, pour partie, des trottoirs 135, 136 qui les bordent respectivement présente une importance dans le formage de l'objet 126 par emboutissage à chaud, si bien que le contour du poinçon 124 et de la matrice ,125 est par ailleurs indifférent à cet égard.
Tels qu'ils sont projetés, le poinçon 124 et la matrice 125 comportent intérieurement un circuit respectif 142, 143 pour la circulation d'un fluide caloporteur, tel que de l'eau de refroidissement aux fins du trempage de l'objet 126 embouti à chaud, et ce circuit respectif 142, 143 est projeté en fonction des besoins en refroidissement de l'objet 126, respectivement au niveau de ses faces 131 et 130, ces besoins pouvant varier suivant les zones de l'objet 126.
Dans l'exemple illustré, chacun des circuits 142, 143 comporte ainsi deux collecteurs d'orientation générale respective longitudinale, disposés largement en retrait dans la masse du poinçon 124 et de la matrice 125, respectivement, par rapport au trottoir respectif 135, 136. Ainsi, le circuit 142 du poinçon 124 comporte deux collecteurs approximativement longitudinaux 144, 145 parallèles au plan 128 et mutuellement symétriques par rapport à celui-ci, dont l'un sert de collecteur d'arrivée du fluide caloporteur et l'autre de collecteur de retour de ce fluide caloporteur, et le circuit 143 comporte deux collecteurs approximativement longitudinaux 146, 147 également parallèles au plan 128 et mutuellement symétriques par rapport à celui-ci, dont l'un sert de collecteur d'arrivée et l'autre de collecteur de retour pour le fluide caloporteur.
Plus précisément, chacun des collecteurs 144 et 145 est subdivisé longitudinalement, dans l'exemple illustré, en cinq collecteurs élémentaires, mutuellement isolés à l' encontre d'une circulation de fluide de l'un à l'autre, à raison de deux collecteurs élémentaires longitudinalement extrêmes, respectifs, qui sont les plus éloignés du plan 129, d'un collecteur élémentaire longitudinalement central respectif, qui chevauche le plan 129, et de deux collecteurs élémentaires longitudinalement intermédiaires respectifs dont chacun relie un collecteur élémentaire longitudinalement central à un collecteur longitudinalement extrême respectif. Cette subdivision tient compte de besoins spécifiques en refroidissement de l'objet 126 et pourrait ne pas exister, ou exister sous une forme différente, dans le cas d'objets 126 conformés différemment.
Pour l'arrivée de fluide caloporteur dans chacun des collecteurs élémentaires qui le constituent, le collecteur d'arrivée 144 présente en dérivation, au niveau de chacun des collecteurs élémentaires qui le constituent, un conduit 148 d'arrivée de fluide caloporteur, lequel conduit 148 raccorde ce collecteur élémentaire au dos 139 du poinçon 124, parallèlement aux deux plans 128 et 129. De même, chaque collecteur élémentaire constituant le collecteur de retour 145 présente en dérivation un conduit 149 qui le raccorde au dos 139 du poinçon 124, parallèlement aux deux plans 128 et 129. En outre, deux collecteurs élémentaires qui se correspondent par symétrie mutuelle par rapport au plan 128 sont reliés mutuellement par au moins un, et de préférence plusieurs conduits en dérivation 150 dont chacun présente un plan moyen 154 transversal, c'est-à- dire perpendiculaire à la direction 127 et parallèle au plan 129, et chevauche symétriquement le plan 128 en longeant au plus près le trottoir 135 et la face de formage 133. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, on a illustré deux conduits 150 raccordant deux collecteurs élémentaires longitudinalement extrêmes, faisant partie respectivement du collecteur d'entrée 144 et du collecteur de retour 145, quatre conduits 150 raccordant mutuellement les deux collecteurs élémentaires longitudinalement centraux et quatre conduits 150 raccordant mutuellement deux collecteurs élémentaires longitudinalement intermédiaires, faisant partie respectivement du collecteur d'entrée 144 et du collecteur de retour 145, les conduits 150 étant mutuellement symétriques par rapport au plan 129 comme l'objet 126.
Dans le cas de la matrice 125, chacun des collecteurs 146, ou collecteur d'arrivée de fluide caloporteur, et 147, ou collecteur de retour de fluide caloporteur, est subdivisé longitudinalement en trois collecteurs élémentaires isolés l'un de l'autre vis-à-vis d'une circulation de fluide caloporteur, à raison de deux collecteurs élémentaires longitudinalement extrêmes, mutuellement symétriques par rapport au plan 129, et d'un collecteur élémentaire longitudinalement central ou intermédiaire, chevauchant symétriquement le plan 129. Chacun de ces collecteurs élémentaires présente en dérivation un conduit qui le raccorde au dos 140 de la matrice 125 parallèlement aux deux plans 128 et 129, à raison d'un conduit 151 d'arrivée de fluide caloporteur respectivement pour chaque collecteur élémentaire constituant le collecteur d'arrivée 146, et d'un conduit
152 de retour de fluide caloporteur pour chacun des collecteurs élémentaires constituant le collecteur de retour 147.
En outre, deux collecteurs élémentaires qui se correspondent par symétrie mutuelle par rapport au plan
128 sont reliés mutuellement par au moins un conduit en dérivation 153 qui chevauche symétriquement le plan 128 en longeant au plus près le trottoir 136 et la face de formage 134 ; dans l'exemple non limitatif illustré, quatre de ces conduits en dérivation 153 relient mutuellement les collecteurs élémentaires longitudinalement extrêmes qui se correspondent par symétrie mutuelle par rapport au plan 128, et sept de ces conduits en dérivation 153 raccordent mutuellement les deux collecteurs élémentaires longitudinalement centraux ou intermédiaires, chacun de ces conduits en dérivation
153 étant situé suivant un plan moyen respectif 155 transversal, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction 127. Les circuits 142 et 143 étant ainsi projetés, on décompose le poinçon 124 projeté et la matrice 125 projetée en une pluralité de tranches 156, 157 dont chacune est délimitée en particulier par au moins une face, et de façon courante par deux faces 160, 161 de jonction avec une tranche immédiatement voisine, lesquelles faces 160, 161 de jonction coïncident avec le plan moyen 154, 155 d'un conduit de dérivation 150, 153 respectif. Chacune des tranches 156 du poinçon 124 est par ailleurs délimitée par un tronçon correspondant de la face de formage 133, du trottoir 135, de la face périphérique extérieure 137 et du dos 139, de même que chaque tranche 157 de la matrice 125 est par ailleurs délimitée par des tronçons respectifs de la face de formage 134, du trottoir 136, de la face périphérique extérieure 138 et du dos 140. Si l'on excepte les tranches 156, 157 longitudinalement extrêmes, qui comportent une seule face de jonction, ces tronçons respectifs sont délimités par leur raccordement à deux faces de jonction respective, délimitant la même tranche 156 ou 157. Conformément à la présente invention, chaque tranche 156, 157 est réalisée indépendamment des autres tranches, par exemple en fonderie ou par usinage dans un bloc préexistant d'un matériau thermiquement conducteur choisi par exemple parmi les matériaux précités, d'une façon qui a été illustrée à la figure 4 à propos d'une tranche 138, longitudinalement intermédiaire, de la matrice 125 et peut être transposée sans difficulté à chacune des tranches 156 longitudinalement intermédiaires du poinçon 124, de façon à présenter : - dans chaque face de jonction 160, qui coïncide au moins approximativement avec un plan moyen 155, une gorge respective 162 correspondant au moins approximativement à une moitié d'un conduit de dérivation 153 tel que subdivisé par son plan moyen 155, et
- dans la masse de la tranche 157, deux passages ou tronçons de collecteurs 158, 159, qui traversent la tranche 157 de part en part, c'est-à-dire de l'une à l'autre de ses faces de jonction 160, auxquels se raccorde chacune des gorges 162 et qui constituent respectivement un tronçon d'un collecteur élémentaire du collecteur d'entrée 146 et un tronçon d'un collecteur élémentaire du collecteur de retour 147.
Dans le cas des tranches 157 longitudinalement extrêmes, comportant une seule face de jonction 160, et par conséquent une seule gorge 162, les tronçons 158 et 159 de collecteur sont borgnes, c'est-à-dire débouchent exclusivement dans cette face de jonction 160.
On observera à la figure 4 que la mise en œuvre de la présente invention permet de communiquer aisément à chaque gorge 162, c'est-à-dire à chaque conduit de dérivation 153, par exemple par fraisage dans la face de jonction 160 correspondante, une section évoluant de toute façon voulue, la gorge 162 présentant ainsi un élargissement 163 localisé autour du plan longitudinal moyen de symétrie 128. On observera par ailleurs à la figure 3, en se référant aux collecteurs élémentaires longitudinalement extrêmes, et plus précisément à leurs extrémités les plus proches des collecteurs élémentaires longitudinalement centraux ou intermédiaires, que chaque tronçon 158 et 159 de collecteur peut non seulement être rectiligne et réalisé par exemple par perçage à partir de l'une ou l'autre des faces de jonction 160, mais également présenter une forme en V, définie par deux branches rectilignes mutuellement décalées angulairement et réalisées par exemple par perçage à partir de chacune des faces de jonction 160. Selon leur position, les conduits 151 d'arrivée de fluide caloporteur et 152 de retour de fluide caloporteur peuvent être aménagés dans la masse d'une tranche 157 correspondante, pour déboucher dans le tronçon 158 ou le tronçon 159 de collecteur, respectivement ; s'ils sont disposés au moins approximativement suivant un plan moyen 155 correspondant à un conduit de dérivation 153, ils peuvent être également aménagés comme ce conduit de dérivation par moitié dans deux faces de jonction 160, appartenant à des tranches 157 mutuellement voisines.
Lors de l'assemblage mutuel des tranches 157, appliquées mutuellement à plat par leurs faces de jonction 160, les gorges 162 se complètent d'une tranche 157 à l'autre pour constituer les conduits de dérivation 153 de même que les tronçons 158 et 159, respectivement, se complètent d'une tranche 157 à l'autre pour constituer les collecteurs élémentaires du collecteur d'arrivée 146 et du collecteur de retour 147 et, le cas échéant, il en est de même des moitiés constitutives de chaque conduit 151 ou 152, ce qui constitue le circuit 143. Une étanchéité autour de celui-ci peut être obtenue par tout moyen approprié, de même que l'assemblage solidaire des tranches 157, un brasage mutuel des tranches 157 étant préféré à cet égard si leur matériau constitutif s'y prête dans la mesure où un tel brasage permet d'obtenir à la fois la solidarisation mutuelle et l' étancheification du circuit 143.
D'une façon similaire, que l'Homme du métier déduira aisément de ce qui vient d'être décrit à propos de la matrice 125, en référence aux figures 3 et 4, le circuit 142 du poinçon 124 est formé, lors de l'assemblage mutuel des tranches 156, d'une part par des gorges qui, aménagées dans leurs faces de jonction 161 coïncidant au moins approximativement avec les plans moyen 154, se complètent pour constituer les conduits de dérivation 150 et, le cas échéant, les conduits 148 et 149 qui peuvent également aménagés dans la masse des tranches 156, et d'autre part par des passages constituant des tronçons des collecteurs 144, 145, qui sont aménagés à travers les tranches 156, sauf en ce qui concerne les tranches longitudinalement extrêmes dans lesquelles ces tronçons sont borgnes, et se complètent pour constituer les collecteurs élémentaires constitutifs des collecteurs 144 et 145, respectivement. Lorsque, comme on l'a décrit, chaque collecteur
144, 145, 146, 147 est formé de plusieurs collecteurs élémentaires mutuellement indépendants en ce qui concerne la circulation du fluide caloporteur, celles des tranches 156 et 157 qui correspondent à la transition entre deux collecteurs élémentaires peuvent être démunies de passage ou tronçon traversant tel que 158 et 159, ou munis de tels tronçons sous forme borgne afin d'éviter toute communication fluidique entre les différents collecteurs élémentaires constitutifs d'un même collecteur, comme le comprendra aisément un Homme du métier. Comme le comprendra également aisément un Homme du métier, les faces de formage 133 et 134 peuvent être, également dans le cas du poinçon 124 et de la matrice 125, usinées après assemblage des différentes tranches 156, 157, à partir d'une ébauche de face de formage constituée par des ébauches de face utile de chaque tranche 156, 157 ; chaque tranche 156, 157 peut également présenter dès sa fabrication une face utile présentant la conformation définitive d' un tronçon de face de formage 133, 134, auquel cas les faces de formage 133, 134 sont constituées par ces faces utiles, directement, lors de l'assemblage des tranches 156, 157. Il en est de même pour ce qui concerne les trottoirs 135 et 136.
Un tel Homme du métier comprendra aisément que, bien que la subdivision d'un outil tel qu'un poinçon 2 ou 124 ou une matrice telle que 3 ou 125 en tranches délimitées par des faces de jonction mutuelle parallèles entre elles soit préférée, et puisse correspondre à une conformation du circuit 13, 14, 143, 144 généralement satisfaisante dans la plupart des cas, c'est-à-dire pour la plupart des formes d'objets 1 ou 126 à réaliser par emboutissage à chaud ou, de façon non représentée mais aisément compréhensible par un Homme du métier, par injection-moulage d'une matière thermoplastique, d'autres modes de subdivision, imposés par une conformation mieux appropriée du circuit de fluide caloporteur, pourraient être choisis sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention, ces modes de subdivision pouvant aboutir à ce que les faces de jonction entre tranches, coïncidant au moins approximativement avec des surfaces moyennes de certains conduits constitutifs du circuit de fluide caloporteur, ne soient pas parallèles entre elles, voire présentent une forme différente d'une forme plane.
Un Homme du métier transposera également sans difficulté les dispositions qui ont été décrites en référence à des outils d' emboutissage à chaud à la réalisation d'outils de thermoformage, sans différence fondamentale en ce qui concerne la conception de ces outils, le fluide de refroidissement étant simplement remplacé par un fluide de chauffage, ou d'outils d'injection de matière thermoplastique dans une empreinte de moulage, la différence essentielle consistant dans le fait que les parties de moule correspondant respectivement au poinçon et à la matrice qui ont été décrits doivent, dans une position de fermeture du moule, être mutuellement jointives autour d'une empreinte qu'elles délimitent par leurs faces correspondant aux faces de formage décrites, alors que tel n'est pas nécessairement le cas lorsqu'il s'agit d'un poinçon et d'une matrice en fin de mouvement relatif d'emboutissage à chaud.
De façon générale, l'objet de la présente demande est susceptible de nombreuses variantes, adaptées à chaque forme d'objets à réaliser et à la façon dont les outils travaillent pour mettre en forme ces objets, sans que l'on sorte pour autant du cadre de cette invention tel qu'il est défini par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'un outil (2, 3, 124, 125) destiné au formage d'une matière, en particulier par emboutissage à chaud ou injection-moulage, aux fins d'en faire un objet (1, 126) de forme déterminée, ledit outil 2, 3, 124, 125) devant présenter à cet effet une face de formage (16, 88, 133, 134) de forme complémentaire d'au moins une partie de ladite forme déterminée, ledit procédé comportant une étape initiale a consistant à projeter un contour de l'outil 2, 3, 124, 125) à réaliser, comportant une face de formage projetée présentant ladite forme complémentaire, et à concevoir à l'intérieur dudit contour projeté, en fonction de ladite forme complémentaire, un circuit (13, 14, 142, 143) projeté de circulation d'un fluide caloporteur à l'intérieur de l'outil 2, 3, 124, 125) à réaliser, ledit circuit (13, 14, 142, 143) projeté comportant une pluralité de conduits (18, 23, 27, 30, 32, 96, 97, 102, 108, 115, 144, 145, 146, 147, 150, 153) projetés dont au moins l'un constitue un collecteur (18, 27, 32, 96, 97, 102, 144, 145, 146, 147) projeté et dont au moins un autre constitue une dérivation (23, 108, 115, 150, 153) projetée du collecteur (18, 27, 32, 96, 97, 102, 144, 145, 146, 147) projeté et longe la face de formage (16, 88, 133, 134) projetée, caractérisé : - en ce que l'on met en œuvre l'étape initiale a en disposant au moins un premier conduit (24, 27, 32, 96, 97, 105, 150, 153) projeté suivant une surface moyenne (28, 29, 33, 98, 103, 154, 155) aussi simple que possible, la surface moyenne (28, 29, 33, 98, 103, 154, 155) du ou de chaque premier conduit (24, 27, 32, 96, 97, 105, 150, 153) projeté étant sécante de la face de formage (16, 88, 133, 134) projetée, en y définissant des tronçons de face de formage (16, 88, 133, 134) projetée, et d'au moins un deuxième conduit (18, 25, 108, 115, 144, 145, 146, 147) projeté, en y définissant des tronçons du ou de chaque deuxième conduit (18, 25, 108, 115) projeté, et - en ce que le procédé comporte ensuite la succession des étapes consistant à :
" b : réaliser des tranches d'outil (35, 36, 39, 40,
71, 73, 74, 156, 157) dont chacune est délimitée en particulier par au moins une face de jonction, au moins certaines faces de jonction (41, 42, 47, 48,
49, 50, 77, 78, 83, 84, 160, 161) reproduisant au moins approximativement une surface moyenne (28, 29,
33, 98, 103, 154, 155) respective, à savoir de façon courante par deux faces de jonction (48, 49, 160, 161) reproduisant au moins approximativement respectivement l'une et l'autre de deux surfaces moyennes (28, 33, 154, 155) respectives, et par au moins une ébauche d'une face utile reproduisant un tronçon respectif de face de formage (16, 88, 133, 134) projetée, adjacent à ladite surface moyenne
(28, 33, 154, 155) respective, à savoir de façon courante un tronçon de face de formage (16, 88, 133,
134) projetée délimité par lesdites deux surfaces moyennes (28, 33, 154, 155) respectives, et comporte d'une part, dans sa masse, un passage (53, 57, 62,
63, 112, 113, 115, 116, 158, 159) reproduisant le tronçon respectif du ou de chaque deuxième conduit (18, 25, 108, 115, 144, 145, 146, 147) projeté et débouchant dans la ou chaque face de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84) et d'autre part, dans la ou chaque face de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84), une gorge (51, 52, 56, 58, 59, 96, 97, 100, 104, 105, 157) branchée en dérivation sur ledit passage (53, 57, 62, 63, 112, 113, 115, 116, 158, 159) et reproduisant au moins approximativement une moitié du premier conduit (24,
27, 32, 96, 97, 105, 150, 153) projeté respectif,
" c : juxtaposer les tranches d'outil (35, 36, 38, 39,
40, 70, 71, 73, 74, 156, 157) par leurs faces de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84) et les solidariser mutuellement dans une position relative dans laquelle les faces utiles ou lesdites ébauches, les passages (53, 57, 62, 63, 112, 113, 115, 116, 158, 159) et les gorges (51, 52, 55, 56, 58, 59, 96, 97, 100, 101, 104, 105, 157) se complètent d'une tranche (35, 36, 38, 39, 40, 70, 71, 74, 156, 157) à l'autre pour constituer respectivement la face de formage ou une ébauche de face de formage (16, 88, 133, 134), le ou chaque deuxième conduit (18, 25, 108, 115, 144, 145, ,146, 147) et le ou chaque premier conduit (24, 27, 32, 96, 97, 105, 150, 153), et le cas échéant usiner l'ébauche de face de formage pour réaliser la face de formage (16, 88, 133, 134) .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en œuvre ladite étape initiale en donnant une forme au moins approximativement plane à la ou chaque surface moyenne (28, 29, 33, 98, 154, 155) et à la ou chaque face de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84, 150, 161) .
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans le cas d'une pluralité desdites surfaces moyennes (28, 29, 33, 98, 103, 154, 155) et desdites faces de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84, 160, 161), on met en œuvre ladite étape initiale (a) en orientant respectivement lesdites surfaces moyennes (28, 29, 33, 98, 103, 154, 155) et lesdites faces de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84, 160, 161) au moins approximativement parallèlement entre elles.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on met en œuvre ladite étape initiale en donnant à chaque tronçon de deuxième conduit (18, 25, 108, 115, 144, 146, 147) projeté une forme rectiligne ou une forme en V définie par deux branches rectilignes décalées angulairement.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsque, dans le cas d'un objet (126) présentant la forme d'une poutre ou une forme similaire allongée suivant une direction longitudinale déterminée (127), on met en œuvre l'étape initiale (a) en donnant à la face de formage (133, 134) projetée une forme allongée suivant une direction longitudinale déterminée, on met en œuvre l'étape initiale a également en orientant au moins approximativement longitudinalement le ou chaque collecteur (144, 145, 146, 147) projeté et au moins approximativement transversalement la ou chaque dérivation (150, 153) projetée et la ou chaque surface (154, 155) moyenne et en choisissant comme premier conduit (150, 153) projeté la ou chaque dérivation (154, 155) projetée et comme deuxième conduit (144, 145, 146, 147) projeté le ou chaque collecteur (144, 145, 146, 147), et l'on met en œuvre l'étape b en orientant au moins approximativement transversalement la ou chaque face de jonction (160, 161) et la ou chaque gorge (157) et au moins approximativement longitudinalement le ou chaque passage (158, 159) .
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsque, dans le cas d'un objet (1) présentant la forme d'un pot ou une forme similaire, entourant un axe longitudinal déterminé (4), on met en œuvre l'étape initiale a en donnant à la face de formage (16, 88) projetée une forme entourant un axe longitudinal déterminé (4), on met en œuvre l'étape initiale a également en orientant au moins approximativement longitudinalement la ou chaque dérivation (25, 108, 115) projetée et au moins approximativement transversalement le ou chaque collecteur (27, 32, 96, 97, 102) projeté et la ou chaque surface moyenne (28, 33) et en choisissant comme premier conduit (27, 32, 96, 97, 102) projeté le ou chaque collecteur (27, 32, 96, 97, 102) projeté et comme deuxième conduit (25, 108, 115) projeté la ou chaque dérivation (25, 108, 115) projetée, et l'on met en œuvre l'étape b en orientant au moins approximativement transversalement la ou chaque face de jonction (47, 49, 77, 83, 84) et la ou chaque gorge (55, 56, 58, 59, 96, 97, 100, 104, 105) et au moins approximativement longitudinalement le ou chaque passage (53, 57, 112, 113, 115, 116) .
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on réalise les tranches d'outil (35, 36, 37, 38, 39, 40, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 156, 157), lors de l'étape b, par usinage dans un bloc préexistant de matière première thermoconductrice .
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite matière première est choisie dans un groupe comportant les cupro-Al203, les cupro-cadmium, les cupro-béryllium et les aciers inoxydables.
9. Outil destiné au formage d'une matière, en particulier par emboutissage à chaud ou injection- moulage, aux fins d'en faire un objet (126) de forme déterminée, ledit outil (2, 3, 124, 125) présentant à cet effet une face de formage (16, 88, 133, 134) de forme complémentaire d' au moins une partie de ladite forme déterminée et un circuit intérieur (13, 14, 142, 143) de circulation d'un fluide caloporteur, ledit circuit (13, 14, 142, 143 comportant une pluralité de conduits (18, 23, 27, 30, 32, 96, 97, 102, 108, 115, 144, 145, 146, 147, 150, 153) dont au moins l'un constitue un collecteur (18, 27, 32, 96, 97, 102, 144, 145, 146, 147) et dont au moins un autre constitue une dérivation (23, 108, 115, 150, 153) du collecteur (18, 27, 32, 96, 97, 102, 144, 145, 146, 147) et longe la face de formage (16, 88, 133, 134), caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage solidaire de tranches d'outil (35, 36, 38, 39, 40, 70, 71, 73, 74, 156, 157) mutuellement juxtaposées par des faces de jonction dont au moins certaines (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84, 160, 161) coïncident au moins approximativement avec une surface moyenne (28, 29, 33, 98, 103, 154, 155), aussi simple que possible, d'un premier conduit (24, 27, 32, 96, 97, 105, 150, 153) et qui sont sécantes de la face de formage (16, 88, 133, 134) , en y définissant des tronçons de face de formage, et d'au moins un deuxième conduit (18, 25, 108, 115, 144, 145, 146, 147), en y définissant des tronçons de deuxième conduit.
10. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la ou chaque face de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84, 160, 161) et la ou chaque surface moyenne (28, 29, 33, 98, 103, 154, 155) sont au moins approximativement planes.
11. Outil selon la revendication 10, caractérisé en ce que, respectivement, lesdites faces de jonction (41, 42, 47, 48, 49, 50, 77, 78, 83, 84, 160, 161) et lesdites surfaces moyennes (28, 29, 108, 115, 144, 145, 146, 147) sont au moins approximativement parallèles entre elles.
12. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que chaque tronçon de deuxième conduit (18, 25, 108, 115, 144, 145, 146, 147) présente une forme rectiligne ou une forme en V définie par deux branches rectilignes décalées angulairement .
13. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que lorsque, dans le cas d'un objet (126) présentant la forme d'une poutre ou une forme similaire, allongée suivant une direction longitudinale déterminée (127), la face de formage (133, 134) présente une forme allongée suivant une direction longitudinale déterminée (127), la ou chaque face de jonction (160, 161) et la ou chaque surface moyenne (154, 155) sont au moins approximativement transversales, le ou chaque premier conduit (150, 153) est au moins approximativement transversal et constitue une dérivation (150, 153) et le ou chaque deuxième conduit (144, 145, 146, 147) est au moins approximativement longitudinal et constitue un collecteur (144, 145, 146, 147) .
14. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que lorsque, dans le cas d'un objet (1) présentant la forme d'un pot ou une forme similaire, entourant un axe longitudinal déterminé (4), la face de formage (16, 88) présente une forme entourant un axe longitudinal déterminé (4), la ou chaque face de jonction (47, 48, 49, 77, 78, 83, 84) et la ou chaque surface moyenne (28, 33) sont au moins approximativement transversales, le ou chaque premier conduit (27, 32, 96, 97, 102) est au moins approximativement transversal et constitue un collecteur (27, 32, 96, 97, 102) et le ou chaque deuxième conduit (25, 108, 115) est au moins approximativement longitudinal et constitue une dérivation (25, 108, 115) .
15. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que chaque tranche d'outil (35, 36, 37, 38, 39, 40, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 156, 157) est issue d'usinage dans un bloc de matière première thermoconductrice.
16. Outil selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite matière première est choisie dans un groupe comportant les cupro-Al203, les cupro-cadmium, les cupro-béryllium et les aciers inoxydables.
17. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce qu'il constitue un outil d'emboutissage à chaud, choisi dans un groupe comportant les poinçons (2, 124) et les matrices (3, 125) .
18. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce qu'il constitue une pièce d'un moule d'injection-moulage.
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