WO2006106212A1 - Mould for lost casting patterns - Google Patents

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WO2006106212A1
WO2006106212A1 PCT/FR2006/000701 FR2006000701W WO2006106212A1 WO 2006106212 A1 WO2006106212 A1 WO 2006106212A1 FR 2006000701 W FR2006000701 W FR 2006000701W WO 2006106212 A1 WO2006106212 A1 WO 2006106212A1
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WO
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mold
channels
mold according
cavity
producing
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/000701
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French (fr)
Inventor
Jacques Mourey
Original Assignee
Knauf
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/3415Heating or cooling
    • B29C44/3426Heating by introducing steam in the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • B22C7/023Patterns made from expanded plastic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/10Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated venting means

Definitions

  • the present invention relates to a mold for producing pieces of cellular material which are each intended to serve as a lost model for the creation of a casting.
  • the invention also relates to a use of the mold for the production of at least one of these pieces of cellular material, and a method of producing said pieces of cellular material implementing said mold.
  • One of these methods is to make the model by machining it directly into an expanded polystyrene block.
  • a second method consists in molding the model.
  • the mold used according to this second method can be produced:
  • the choice of the technique for producing the mold depends on the shape of the model to be produced.
  • the molds which are composed of a superposition of lamellae produce polystyrene models, for example, which have as many surface defects as lamellas stacked on top of each other composing the mold.
  • the invention provides the industry with a substitution variant for existing production methods.
  • It relates to a mold having at least one cavity for the production of at least one piece of cellular material obtained from expandable polymer beads, which is intended to serve as a lost model for the manufacture of a casting.
  • the mold has channels that pass through its wall, opening on the one hand into the cavity and on the other hand outside the mold, and which are made in the form of slots extending substantially parallel two by two and at least partially according to the contours of the mold cavity.
  • the channels allow, on the one hand, the escape of the air contained in the cavity of the mold during its filling by the said balls and, on the other hand, the introduction into the mold of saturated steam in a uniform manner, the steam allowing to bind the balls together and to laminate the surface uniformly on the surface.
  • the channels have a width of between 0.1 mm and 0.2 mm, preferably of 0.15 mm.
  • two substantially parallel channels are separated by a distance of between 3 mm and 10 mm.
  • the distance is 8 mm.
  • each of the channels has a length of between 20 mm and 150 mm.
  • the mold has a thickness of between 5 and 10 mm.
  • At least one of the channels of the mold according to the invention extends in a rectilinear direction.
  • At least one of the channels extends in a curvilinear direction.
  • the ends of the channels at least partially delimit bosses located in the mold cavity.
  • the channels extend in discontinuous lines.
  • the channels are made equidistant from each other to allow uniform bonding of the balls together and a uniform surface state of the workpiece.
  • the mold is designed in a non-oxidizable metal by water vapor.
  • the mold is preferably made of aluminum alloy or cuprous alloy.
  • the invention also relates to a use of a mold having at least one of the previously exposed characteristics or a combination of these characteristics, for producing a lost model of cellular polymer material from polymer beads made of expandable material.
  • the cellular material consists of expanded polystyrene, polymethylmethacrylate alveolar, or a copolymer of polystyrene and polymethylmetacrylate.
  • the mold is enclosed in an airtight chamber.
  • saturated water vapor is advantageously introduced into the chamber until the pressure around the mold is of the order of 1 to 2 bar and the temperature is of the order of 12O 0 C, said vapor entering the mold through said channels.
  • a vacuum of approximately 0.3 bar is applied inside said chamber so as to eliminate through said channels the residual water which has served to cool said part, as well as a pore-forming agent included in the polymer beads and allowing the beads to swell and bind to each other.
  • the invention also relates to a method for producing a mold having at least one of the previously discussed characteristics or a combination of these characteristics, according to which the channels are made by means of a laser.
  • the channels are made by means of a jet of water under pressure.
  • the channels are made by wire EDM.
  • wire EDM wire which has a diameter of 1/10 mm.
  • a hole is made to introduce the wire into the thickness of the mold, before the production of the channels.
  • the drilling is preferably closed by an insert of the same nature as that in which the mold is made, after the production of the channels. This makes it possible to limit the stresses to which the mold is subjected during the molding of the piece of cellular material.
  • FIG. 1 illustrates, in top view, a mold according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows, in profile view, a mold according to the invention according to a second embodiment
  • Figure 3 shows schematically, in sectional view, part of the tooling to implement in a molding process according to the invention.
  • FIG. 1 represents, in top view, the half-mold 1 (half-shell) according to a first embodiment of a mold according to the invention.
  • the half mold 1 is designed to produce two pieces of cellular material which are each intended to serve as a lost model for the manufacture of a casting.
  • the cellular material used to make these parts consists of expanded polystyrene, polymethylmethacrylate alveolar or a copolymer of polystyrene and polymethylmetacrylate.
  • the mold half 1 comprises two cavities 11 and 12 which are hollowed out in its thickness.
  • the mold half 1 has channels 2, illustrated by lines in each of the indentations 11 and 12.
  • the channels 2 allow in particular the escape of the air contained in the cavity of the mold when it is filled with balls of cellular material and the introduction into the mold of saturated vapor, for binding the balls together and for plasticizing in said surface uniformly, as will be detailed later, when describing the molding process using a mold according to the invention.
  • the channels 2 are made through opening opening on the one hand in the cavity 11 or 12, and on the other hand outside of the mold.
  • the channels 2 are made in the form of slots extending substantially parallel to each other in pairs and at least partially in the contour of the cavity 11 or 12 half mold 1.
  • some channels 2 have ends 21 which at least partially delimit some bosses 14 located in the cavity of the mold.
  • channels 22 extend in rectilinear directions
  • channels 23 extend in curvilinear directions.
  • the channels 2 are made in the form of discontinuous lines.
  • the embodiment in the form of discontinuous lines makes it possible to preserve the physical properties of the mold, particularly as regards its resistance to deformation during the molding of the part.
  • the mold has a longer life than if the channels were made in the form of continuous lines.
  • Figure 1 also shows that the channels are made equidistant from each other, which allows a substantially uniform distribution of the channels in the mold half cavity.
  • the distance separating two channels extending on the same is always substantially the same, and / or that the distance D separating two channels is always substantially the same.
  • the channels have a width of between 0.1 mm and 0.2 mm, preferably of 0.15 mm.
  • the channels 2 are separated by a distance D which is between 3 mm and
  • the distance D corresponding to the distance separating two substantially parallel channels, measured between a first point belonging to the line on which a first channel extends, and a second point belonging to the line on which extends over the neighboring channel, this second point being obtained by crossing the perpendicular to the line of the first channel at the first point considered, and the line of the second channel.
  • the distance D between two channels is of the order of 8 mm.
  • the channels have a length of between 20 mm and 150 mm.
  • the mold it consists of two half molds that are identical or not, depending on whether the part to be produced has a plane of symmetry or not.
  • the mold is made of a non-oxidizable metal by water vapor, for example aluminum alloy or cuprous alloy.
  • Figure 2 shows a half mold the (half shell) according to the invention.
  • the half-mold has an imprint 15 of substantially cylindrical shape, of oval section, having a bottom 16 substantially flat.
  • Channels 24 axially crisscross the side wall of the cavity 15 of the half-mold 1a.
  • the channels 24 have substantially the same dimensions as those of the channels 2 of the mold half 1 shown in FIG.
  • a flat flange 17 makes it possible to fix the half mold 1 in a box 3 specific to the molding tooling which will now be described with reference to FIG.
  • the molding tool shown in Figure 3 allows to connect one of the two mold half 1 (or the) to a machine whose utility will be detailed later.
  • the molding tool comprises a box 3 which is fixed on a frame 4 of the machine, a plate 5 on which the half-mold 1 (or the half-mold 1) is fixed and a bottom plate 6.
  • the half-mold 1 (or the) can be fixed on the plate 5 by fixing screws implanted in the aluminum of the half-mold with intervis sockets, or by means of a sliding system making it possible to easily dismount the half-mold to change, for example.
  • half-mold 1 (or the) is centered on the plate 5 before being attached thereto.
  • the bottom plate 6 and the walls of the interior of the box are equipped with material injectors, are provided with openings allowing the passage of saturated water vapor, and means for cooling the half mold 1 (or the ').
  • Injectors, orifices and cooling means are known to those skilled in the art. They have not been shown in the figures for ease of reading.
  • the box 3 has a depth P of between 50 and 250 mm.
  • two boxes 3 each carrying a half-mold are placed facing each other in a plane parallel to that of the plate 5.
  • the two boxes 3 are centered relative to one another by means of three centering pins 7 which they present, one of the boxes having male centering studs, and the other box having female centering studs. .
  • each box 3 advantageously has a seal (not shown), so that when the boxes are positioned and fixed one in front of the other, there can be no exchange of air or steam with the outside.
  • the two boxes 3 thus define a hermetic chamber in which the mold is enclosed.
  • the box is an insert on the machine. It should be understood, however, that the box could just as well constitute a part of the machine, without this limiting the use of the mold according to the present invention.
  • the hermetic nature of the chamber is important in the molding process. Indeed, and in particular for molding a piece of cellular material such as polystyrene, for example, it is necessary to bind the balls together by a supply of saturated steam (a dry vapor is less supported by the material which collapses under the action of heat). To promote this, it is preferable that there is no air inlet in the chamber in which the mold is located.
  • the two plates 5 carrying the half molds 1 (or the) are positioned relative to each other with three bacon bits.
  • the alloy in which the mold is designed has undergone appropriate heat treatments so that the mold can withstand abrupt temperatures, of the order of 70 0 C in a few minutes, significant pressures, of the order of 7 bar, and voids of the order of 0.3 bar.
  • the alveolar material which is initially in the form of beads, is introduced into the mold by any known means until the mold is completely filled.
  • This operation allows a homogeneous distribution of the balls in the mold. This makes it possible to obtain a part having a homogeneous density.
  • a groove is made at the junction of the two half-molds, at their joint plane, through which it is possible to suck the air contained in the cavity, or molding volume .
  • the thickness of the groove is substantially between 0.1 and 0.15 mm and its depth is of the order of 5 to 10 mm.
  • the support of the two half-molds is effected in zones to allow fluid passage from the cavity to the chamber surrounding the mold and vice versa.
  • the bearing surface is calculated according to closing forces and material qualities. A saturated steam is introduced into the chamber until the pressure around the mold is of the order of 1 to 2 bars and the temperature is of the order of 120 ° C.
  • This pressure ensures the introduction of saturated steam into the mold, through the channels.
  • Each ball of cellular material comprises an amount of pore-forming agent which, under the effect of saturated water vapor, swells the ball and the soda (or dregs) with the balls that surround it. In this way, all the balls contained in the mold are welded together.
  • the saturated water vapor allows to plasticize the piece surface, by contact between the surface of the balls and the wall of the mold cavity.
  • the pressure measured inside the mold is of the order of 2 bars.
  • a second step is to cool the mold in the sealed chamber, so as to cool the room.
  • a vacuum of the order of 0.3 bar is applied inside the chamber so as to eliminate the residual water that has served to cool the mold (and the part) , as well as the blowing agent that allowed the beads to swell and bind to each other.
  • the residual water and the blowing agent are removed from the mold through the channels 3 (or 24) under the effect of the vacuum applied in the chamber. It is clear from the above description that the exchanges between the inside and outside of the mold are through the channels 3 (or 24).
  • the channels provide a uniform distribution of water vapor entering the mold, which allows to obtain a good surface condition of the molded part.
  • the channels 3 or 24 are made in the thickness of the mold by means of a laser, a jet of pressurized water or by the wire electroerosion method.
  • a wire of diameter substantially equal to 1/10 mm is preferably chosen.
  • a drilling having a diameter of between 2 and 3 mm is carried out beforehand.
  • the hole is closed by an insert of the same type as that in which the mold is made.
  • This technique is also applicable to the production of packaging parts for the food industry.

Abstract

The invention relates, in particular, to a mould provided with at least one cavity for producing at least one part which is made of a foam material obtained from expandable polymer balls and is used in the form of a lost pattern for producing a casting. Said mould comprises channels which penetrate through the wall thereof, are open into the cavity and outside of the mould and are embodied in the form of slots extending in a substantially parallel manner two-by-two along the mould cavity contour. Said channels make it possible to discharge the air contained in the mould cavity during the filling thereof with said balls, to uniformly introduce a saturated steam into the mould, wherein said steam enables said balls to be tied to each other and uniformly laminate the surface of said part.

Description

MOULE POUR MODÈLES PERDUS DE FONDERIE MOLD FOR LOST MODELS OF FOUNDRY
La présente invention concerne un moule permettant de réaliser des pièces en matériau alvéolaire qui sont destinées chacune à servir de modèle perdu pour la création d'une pièce de fonderie.The present invention relates to a mold for producing pieces of cellular material which are each intended to serve as a lost model for the creation of a casting.
L'invention vise également une utilisation du moule pour la réalisation d'au moins une de ces pièces en matériau alvéolaire, ainsi qu'un procédé de réalisation desdites pièces en matériau alvéolaire mettant en œuvre ledit moule.The invention also relates to a use of the mold for the production of at least one of these pieces of cellular material, and a method of producing said pieces of cellular material implementing said mold.
Pour réaliser des pièces complexes de manière précise, il est d'usage de réaliser un modèle de ladite pièce en cire ou en matériau alvéolaire, par exemple en polystyrène, de noyer ce modèle dans du sable dans un coffrage, et de couler du métal en fusion dans le coffrage.In order to produce complex parts in a precise manner, it is customary to make a model of said piece of wax or cellular material, for example polystyrene, to embed this model in sand in a formwork, and to cast metal in fusion in the formwork.
Le métal liquide fait fondre le matériau alvéolaire et le remplace dans tout l'espace qu'il occupe dans le sable. Après refroidissement et démoulage, on obtient une pièce en métal présentant exactement la forme du modèle initialement réalisé en polystyrène expansé qui est appelé « modèle perdu ».The liquid metal melts the cellular material and replaces it in all the space it occupies in the sand. After cooling and demolding, we obtain a metal part having exactly the shape of the model initially made of expanded polystyrene which is called "lost model".
Pour réaliser ces modèles, il existe plusieurs procédés.To make these models, there are several methods.
L'un de ces procédés consiste à réaliser le modèle en l'usinant directement dans un bloc en polystyrène expansé.One of these methods is to make the model by machining it directly into an expanded polystyrene block.
Ce procédé est long à mettre en œuvre. Il est donc considéré comme étant onéreux.This process is slow to implement. It is therefore considered to be expensive.
Un second procédé consiste à mouler le modèle.A second method consists in molding the model.
Le moule utilisé suivant ce second procédé peut être réalisé:The mold used according to this second method can be produced:
- par usinage d'un bloc de métal,- by machining a block of metal,
- par moulage d'un alliage métallique,by molding a metal alloy,
- par électroérosion d'un matériau poreux, - par un empilage sur champ de lamelles de métal ébauchées dont la forme finale est obtenue par usinage.- by electroerosion of a porous material, by stacking on the field of metal slats whose final shape is obtained by machining.
Le choix de la technique de réalisation du moule dépendant de la forme de modèle à réaliser.The choice of the technique for producing the mold depends on the shape of the model to be produced.
Bien que ces moules soient rentables puisqu'ils permettent de créer entre 500 et 1 million de pièces, ils présentent certains inconvénients.Although these molds are profitable since they make it possible to create between 500 and 1 million pieces, they have certain disadvantages.
Ces inconvénients résident notamment dans l'état de surface des modèles obtenus.These disadvantages reside in particular in the surface state of the models obtained.
En effet, les moules qui sont composés d'une superposition de lamelles produisent des modèles en polystyrène, par exemple, qui présentent autant de défauts de surface que de lamelles empilées les unes sur les autres composant le moule.Indeed, the molds which are composed of a superposition of lamellae produce polystyrene models, for example, which have as many surface defects as lamellas stacked on top of each other composing the mold.
Quant aux modèles obtenus avec les autres moules, ils présentent toujours des défauts de surface.As for the models obtained with the other molds, they always have surface defects.
Ces défauts sont dus à l'introduction de filtres, consistant en de petits cylindres, dans des perçages traversant de part en part la paroi des moules.These defects are due to the introduction of filters, consisting of small cylinders in holes passing right through the wall of the molds.
En effet, lors du moulage, les filtres laissent une marque sur la surface du modèle.Indeed, during the molding, the filters leave a mark on the surface of the model.
Ces défauts peuvent également être dus simplement aux perçages réalisés dans la paroi du moule.These defects can also be simply due to the holes made in the wall of the mold.
Ces filtres ou ces perçages sont toutefois indispensables car ils assurent :These filters or these holes are however essential because they ensure:
- l'évacuation de l'air lors du remplissage de l'empreinte formée dans le moule avec des billes de matière alvéolaire, - l'introduction dans le moule de vapeur d'eau pour permettre de souder, ou de lier, les billes de matière entre elles, et de plastifier la matière en surface, etthe evacuation of the air during the filling of the cavity formed in the mold with balls of cellular material, the introduction into the mold of water vapor to enable the balls of material to be welded or bonded together and to plasticize the material at the surface, and
- l'évacuation de la vapeur d'eau résiduelle et des agents porogènes qui sont contenus dans les billes de matière et qui leur permettent de gonfler et de se lier entre elles, avant de démouler le modèle.- The evacuation of residual water vapor and pore-forming agents that are contained in the material balls and which allow them to swell and bind together, before unmolding the model.
L'invention propose à l'industrie une variante de substitution aux procédés de réalisation existants.The invention provides the industry with a substitution variant for existing production methods.
Elle concerne un moule comportant au moins une empreinte pour la réalisation d'au moins une pièce en matériau alvéolaire obtenu à partie de billes en polymère expansible, qui est destinée à servir de modèle perdu pour la fabrication d'une pièce de fonderie. Le moule présente des canaux qui traversent sa paroi en débouchant d'une part dans l'empreinte et d'autre part à l'extérieur du moule, et qui sont réalisés sous la forme de fentes s'étendant de façon sensiblement parallèle deux à deux et au moins partiellement selon les contours de l'empreinte du moule.It relates to a mold having at least one cavity for the production of at least one piece of cellular material obtained from expandable polymer beads, which is intended to serve as a lost model for the manufacture of a casting. The mold has channels that pass through its wall, opening on the one hand into the cavity and on the other hand outside the mold, and which are made in the form of slots extending substantially parallel two by two and at least partially according to the contours of the mold cavity.
Les canaux permettent d'une part l'échappement de l'air contenu dans l'empreinte du moule lors de son remplissage par lesdites billes et d'autre part, l'introduction dans le moule de vapeur saturée de manière uniforme, la vapeur permettant de lier les billes entre elles et permettant de plastifier en surface la pièce de manière uniforme.The channels allow, on the one hand, the escape of the air contained in the cavity of the mold during its filling by the said balls and, on the other hand, the introduction into the mold of saturated steam in a uniform manner, the steam allowing to bind the balls together and to laminate the surface uniformly on the surface.
Selon une première variante de réalisation, les canaux présentent une largeur comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm, préférentiellement de 0,15 mm.According to a first variant embodiment, the channels have a width of between 0.1 mm and 0.2 mm, preferably of 0.15 mm.
Selon une seconde variante de réalisation, deux canaux sensiblement parallèles sont séparés par une distance comprise entre 3 mm et 10 mm. De préférence, la distance est égale à 8 mm.According to a second variant embodiment, two substantially parallel channels are separated by a distance of between 3 mm and 10 mm. Preferably, the distance is 8 mm.
Avantageusement, chacun des canaux présente une longueur comprise entre 20 mm et 150 mm. Selon un mode de réalisation, le moule présente une épaisseur comprise entre 5 et 10 mm.Advantageously, each of the channels has a length of between 20 mm and 150 mm. According to one embodiment, the mold has a thickness of between 5 and 10 mm.
Dans le cadre d'un mode de réalisation qui sera décrit et illustré par la suite, au moins l'un des canaux du moule selon l'invention s'étend suivant une direction rectiligne.In the context of an embodiment which will be described and illustrated subsequently, at least one of the channels of the mold according to the invention extends in a rectilinear direction.
Selon un autre mode de réalisation, au moins l'un des canaux s'étend suivant une direction curviligne.According to another embodiment, at least one of the channels extends in a curvilinear direction.
Selon encore un autre mode de réalisation, les extrémités des canaux délimitent au moins partiellement des bossages localisés dans l'empreinte du moule.According to yet another embodiment, the ends of the channels at least partially delimit bosses located in the mold cavity.
Selon un autre mode de réalisation, les canaux s'étendent selon des lignes discontinues.According to another embodiment, the channels extend in discontinuous lines.
De manière avantageuse, les canaux sont réalisés de manière équidistante les uns des autres pour permettre un liage uniforme des billes entre elles et un état de surface uniforme de la pièce.Advantageously, the channels are made equidistant from each other to allow uniform bonding of the balls together and a uniform surface state of the workpiece.
Selon un mode de réalisation, il est prévu que le moule soit conçu dans un métal non-oxydable par la vapeur d'eau.According to one embodiment, it is provided that the mold is designed in a non-oxidizable metal by water vapor.
Dans le cadre de ce mode de réalisation, le moule est de préférence réalisé en alliage d'aluminium ou en alliage cuivreux.In the context of this embodiment, the mold is preferably made of aluminum alloy or cuprous alloy.
L'invention vise également une utilisation d'un moule présentant au moins l'une des caractéristiques précédemment exposées ou une combinaison de ces caractéristiques, pour réaliser un modèle perdu en matériau polymère alvéolaire à partir de billes de polymère en matériau expansible. Avantageusement, on prévoit que le matériau alvéolaire consiste en du polystyrène expansé, en du polyméthylmétacrylate alvéolaire, ou en un copolymère de polystyrène et de polyméthylmétacrylate.The invention also relates to a use of a mold having at least one of the previously exposed characteristics or a combination of these characteristics, for producing a lost model of cellular polymer material from polymer beads made of expandable material. Advantageously, it is expected that the cellular material consists of expanded polystyrene, polymethylmethacrylate alveolar, or a copolymer of polystyrene and polymethylmetacrylate.
Dans le cadre d'un mode d'utilisation préféré, le moule est enfermé dans une chambre hermétique.In the context of a preferred mode of use, the mold is enclosed in an airtight chamber.
Dans le cadre de ce mode de réalisation, pour lier lesdites billes entre elles, de la vapeur d'eau saturée est avantageusement introduite dans la chambre jusqu'à ce que la pression autour du moule soit de l'ordre de 1 à 2 bars et la température soit de l'ordre de 12O0C, ladite vapeur entrant dans le moule par lesdits canaux.In the context of this embodiment, to bind said beads together, saturated water vapor is advantageously introduced into the chamber until the pressure around the mold is of the order of 1 to 2 bar and the temperature is of the order of 12O 0 C, said vapor entering the mold through said channels.
Pour refroidir la pièce, il est avantageux de pulvériser de l'eau froide autour du moule dans la chambre hermétique, en partie arrière du moule, jusqu'à ce que la température à l'intérieur de la chambre soit de l'ordre de 500C.To cool the part, it is advantageous to spray cold water around the mold in the sealed chamber, at the rear of the mold, until the temperature inside the chamber is of the order of 50 0 C.
Dans le cadre d'un mode d'utilisation avantageux, un vide d'environ 0,3 bar est appliqué à l'intérieur de ladite chambre de manière à éliminer par lesdits canaux l'eau résiduelle ayant servie à refroidir ladite pièce, ainsi qu'un agent porogène compris dans les billes de polymère et permettant aux billes de gonfler et de se lier les unes aux autres.In the context of an advantageous mode of use, a vacuum of approximately 0.3 bar is applied inside said chamber so as to eliminate through said channels the residual water which has served to cool said part, as well as a pore-forming agent included in the polymer beads and allowing the beads to swell and bind to each other.
L'invention vise encore un procédé de réalisation d'un moule présentant au moins l'une des caractéristiques précédemment exposées ou une combinaison de ces caractéristiques, selon lequel les canaux sont réalisés au moyen d'un laser.The invention also relates to a method for producing a mold having at least one of the previously discussed characteristics or a combination of these characteristics, according to which the channels are made by means of a laser.
Selon un autre mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, les canaux sont réalisés au moyen d'un jet d'eau sous pression.According to another embodiment of the method according to the invention, the channels are made by means of a jet of water under pressure.
Suivant encore un autre mode de mise en œuvre, les canaux sont réalisés par électroérosion à fil. Dans ce dernier cas, il est avantageux d'utiliser un fil qui présente un diamètre de 1/10 mm.According to yet another mode of implementation, the channels are made by wire EDM. In the latter case, it is advantageous to use a wire which has a diameter of 1/10 mm.
De manière avantageuse, et afin de faciliter les découpes dans le moule par le fil, un perçage est réalisé pour introduire le fil dans l'épaisseur du moule, avant la réalisation des canaux.Advantageously, and in order to facilitate cutting in the mold by the wire, a hole is made to introduce the wire into the thickness of the mold, before the production of the channels.
De plus, le perçage est préférentiellement obturé par un insert de même nature que celle dans laquelle le moule est réalisé, après la réalisation des canaux, Cela permet de limiter les contraintes subies par le moule au cours du moulage de la pièce en matériau alvéolaire.In addition, the drilling is preferably closed by an insert of the same nature as that in which the mold is made, after the production of the channels. This makes it possible to limit the stresses to which the mold is subjected during the molding of the piece of cellular material.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles :Other objects and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, made with reference to the appended figures in which:
- la figure 1 illustre, en vue de dessus, un moule selon l'invention suivant un premier mode de réalisation ;- Figure 1 illustrates, in top view, a mold according to the invention according to a first embodiment;
- la figure 2 montre, en vue de profile, un moule selon l'invention suivant un second mode de réalisation ;- Figure 2 shows, in profile view, a mold according to the invention according to a second embodiment;
- et la figure 3 représente schématiquement, en vue de coupe, une partie de l'outillage à mettre en œuvre dans un procédé de moulage selon l'invention.- and Figure 3 shows schematically, in sectional view, part of the tooling to implement in a molding process according to the invention.
II devra être entendu que l'invention n'est en aucun cas limitée aux moules dont les formes sont représentées sur les figures 1 et 2, et qu'elle s'étend à tous les moules qui présenteraient les caractéristiques propres à l'invention, peu importent leurs formes ou leurs dimensions.It should be understood that the invention is in no way limited to molds whose shapes are shown in Figures 1 and 2, and that it extends to all molds that have the characteristics of the invention, they do not matter their shapes or their dimensions.
La figure 1 représente, en vue de dessus, le demi moule 1 (demi coquille) suivant un premier mode de réalisation d'un moule selon l'invention. Le demi moule 1 est conçu pour réaliser deux pièces en matériau alvéolaire qui sont destinées chacune à servir de modèle perdu pour la fabrication d'une pièce de fonderie.FIG. 1 represents, in top view, the half-mold 1 (half-shell) according to a first embodiment of a mold according to the invention. The half mold 1 is designed to produce two pieces of cellular material which are each intended to serve as a lost model for the manufacture of a casting.
Le matériau alvéolaire utilisé pour réaliser ces pièces consiste en du polystyrène expansé, du polyméthylmétacrylate alvéolaire ou un copolymère de polystyrène et de polyméthylmétacrylate.The cellular material used to make these parts consists of expanded polystyrene, polymethylmethacrylate alveolar or a copolymer of polystyrene and polymethylmetacrylate.
A cet effet, le demi moule 1 comporte deux empreintes 11 et 12 qui sont creusées dans son épaisseur.For this purpose, the mold half 1 comprises two cavities 11 and 12 which are hollowed out in its thickness.
Ces deux empreintes 11 et 12 présentent chacune des creux 13 et des bossages 14.These two indentations 11 and 12 each have recesses 13 and bosses 14.
Comme le montre la figure 1 , le demi moule 1 présente des canaux 2, illustrés par des lignes dans chacune des empreintes 11 et 12.As shown in Figure 1, the mold half 1 has channels 2, illustrated by lines in each of the indentations 11 and 12.
Les canaux 2 permettent notamment l'échappement de l'air contenu dans l'empreinte du moule lors de son remplissage par des billes de matériau alvéolaire et l'introduction dans le moule de vapeur saturée, pour lier les billes entre elles et pour plastifier en surface ladite pièce de manière uniforme, comme il sera détaillé par la suite, lors de la description du procédé de moulage mettant en œuvre un moule selon l'invention.The channels 2 allow in particular the escape of the air contained in the cavity of the mold when it is filled with balls of cellular material and the introduction into the mold of saturated vapor, for binding the balls together and for plasticizing in said surface uniformly, as will be detailed later, when describing the molding process using a mold according to the invention.
Pour permettre la circulation de vapeur d'eau ou d'air au travers de la paroi du moule, les canaux 2 sont réalisés traversants en débouchant d'une part dans l'empreinte 11 ou 12, et d'autre part à l'extérieur du moule.To allow the circulation of water vapor or air through the wall of the mold, the channels 2 are made through opening opening on the one hand in the cavity 11 or 12, and on the other hand outside of the mold.
Les canaux 2 sont réalisés sous la forme de fentes s'étendant de façon sensiblement parallèle deux à deux et au moins partiellement selon le contour de l'empreinte 11 ou 12 demi moule 1. SThe channels 2 are made in the form of slots extending substantially parallel to each other in pairs and at least partially in the contour of the cavity 11 or 12 half mold 1. S
Comme on peut le voir sur la figure 1 , certains canaux 2 présentent des extrémités 21 qui délimitent au moins partiellement certains bossages 14 localisés dans l'empreinte du moule.As can be seen in Figure 1, some channels 2 have ends 21 which at least partially delimit some bosses 14 located in the cavity of the mold.
De plus, parmi les canaux 2, des canaux 22 s'étendent suivant des directions rectilignes, et des canaux 23 s'étendent suivant des directions curvilignes.In addition, among the channels 2, channels 22 extend in rectilinear directions, and channels 23 extend in curvilinear directions.
Par ailleurs, les canaux 2 sont réalisés sous la forme de lignes discontinues.Moreover, the channels 2 are made in the form of discontinuous lines.
La réalisation sous la forme de lignes discontinues permet de préserver les propriétés physiques du moule, concernant notamment sa capacité de résistance à la déformation pendant le moulage de la pièce.The embodiment in the form of discontinuous lines makes it possible to preserve the physical properties of the mold, particularly as regards its resistance to deformation during the molding of the part.
Ainsi, le moule a une durée de vie plus importante que si les canaux étaient réalisés sous la forme de lignes continues.Thus, the mold has a longer life than if the channels were made in the form of continuous lines.
La figure 1 montre également que les canaux sont réalisés de manière équidistante les uns des autres, ce qui permet une répartition sensiblement uniforme des canaux dans l'empreinte demi moule.Figure 1 also shows that the channels are made equidistant from each other, which allows a substantially uniform distribution of the channels in the mold half cavity.
On comprendra que « de manière équidistante », signifie :It will be understood that "equidistantly" means:
- que la distance séparant deux canaux s'étendant sur la même est toujours sensiblement la même, - et / ou que la distance D séparant deux canaux est toujours sensiblement la même.that the distance separating two channels extending on the same is always substantially the same, and / or that the distance D separating two channels is always substantially the same.
De cette manière, la circulation d'air ou de vapeur se fait de manière uniforme dans l'empreinte du moule, ce qui permet de réaliser des pièces homogènes, dont l'état de surface est également uniforme.In this way, the flow of air or steam is uniformly in the cavity of the mold, which allows for homogeneous parts, the surface condition is also uniform.
Dans le cadre du mode de réalisation présentement décrit, les canaux présentent une largeur comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm, préférentiellement de 0,15 mm. Les canaux 2 sont séparés par une distance D qui est comprise entre 3 mm etIn the context of the presently described embodiment, the channels have a width of between 0.1 mm and 0.2 mm, preferably of 0.15 mm. The channels 2 are separated by a distance D which is between 3 mm and
10 mm.10 mm.
11 devra être compris que la distance D correspondant à la distance séparant deux canaux sensiblement parallèles, mesurée entre un premier point appartenant à la ligne sur laquelle s'étend un premier canal, et un second point appartenant à la ligne sur laquelle s'étend sur le canal voisin, ce second point étant obtenu en croisant la perpendiculaire à la ligne du premier canal au niveau du premier point considéré, et la ligne du second canal.It should be understood that the distance D corresponding to the distance separating two substantially parallel channels, measured between a first point belonging to the line on which a first channel extends, and a second point belonging to the line on which extends over the neighboring channel, this second point being obtained by crossing the perpendicular to the line of the first channel at the first point considered, and the line of the second channel.
En moyenne, dans le cadre de l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1 , la distance D entre deux canaux est de l'ordre de 8 mm.On average, in the context of the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the distance D between two channels is of the order of 8 mm.
Les canaux présentent une longueur comprise entre 20 mm et 150 mm.The channels have a length of between 20 mm and 150 mm.
Concernant le moule, il est constitué de deux demi moules qui sont identiques ou non, suivant que la pièce à réaliser présente un plan de symétrie ou non.Regarding the mold, it consists of two half molds that are identical or not, depending on whether the part to be produced has a plane of symmetry or not.
Le moule est conçu en un métal non-oxydable par la vapeur d'eau, par exemple en alliage d'aluminium ou en alliage cuivreux.The mold is made of a non-oxidizable metal by water vapor, for example aluminum alloy or cuprous alloy.
La figure 2 présente un demi moule l' (demi coquille) suivant l'invention. Le demi moule l' présente une empreinte 15 de forme sensiblement cylindrique, de section ovale, présentant un fond 16 sensiblement plat.Figure 2 shows a half mold the (half shell) according to the invention. The half-mold has an imprint 15 of substantially cylindrical shape, of oval section, having a bottom 16 substantially flat.
Des canaux 24 sillonnent axialement la paroi latérale de l'empreinte 15 du demi moule l'.Channels 24 axially crisscross the side wall of the cavity 15 of the half-mold 1a.
Les canaux 24 présentent sensiblement les mêmes dimensions que celles des canaux 2 du demi moule 1 représenté en figure 1.The channels 24 have substantially the same dimensions as those of the channels 2 of the mold half 1 shown in FIG.
Une collerette plate 17 permet de fixer le demi moule l' dans un caisson 3 propre à l'outillage de moulage qui va maintenant être décrit en faisant référence à la figure 3. L'outillage de moulage représenté sur la figure 3 permet de relier un des deux demi moule 1 (ou l') à une machine dont l'utilité sera détaillée par la suite.A flat flange 17 makes it possible to fix the half mold 1 in a box 3 specific to the molding tooling which will now be described with reference to FIG. The molding tool shown in Figure 3 allows to connect one of the two mold half 1 (or the) to a machine whose utility will be detailed later.
L'outillage de moulage comporte un caisson 3 qui est fixé sur un cadre 4 de la machine, une plaque 5 sur laquelle le demi moule 1 (ou le demi moule l') est fixé et une plaque de fond 6.The molding tool comprises a box 3 which is fixed on a frame 4 of the machine, a plate 5 on which the half-mold 1 (or the half-mold 1) is fixed and a bottom plate 6.
Le demi moule 1 (ou l') peut être fixé sur la plaque 5 par des vis de fixation implantées dans l'aluminium du demi moule avec des douilles intervis, ou au moyen d'un système à glissière permettant de démonter facilement le demi moule pour en changer, par exemple.The half-mold 1 (or the) can be fixed on the plate 5 by fixing screws implanted in the aluminum of the half-mold with intervis sockets, or by means of a sliding system making it possible to easily dismount the half-mold to change, for example.
Il est entendu que le demi moule 1 (ou l') est centré sur la plaque 5 avant d'y être fixé.It is understood that the half-mold 1 (or the) is centered on the plate 5 before being attached thereto.
La plaque de fond 6 et les parois de l'intérieur du caisson sont équipées d'injecteurs de matière, sont pourvues d'orifices permettant le passage de vapeur d'eau saturée, et de moyens assurant le refroidissement du demi moule 1 (ou l').The bottom plate 6 and the walls of the interior of the box are equipped with material injectors, are provided with openings allowing the passage of saturated water vapor, and means for cooling the half mold 1 (or the ').
Les injecteurs, les orifices et les moyens de refroidissement sont connus de l'homme de l'art. Ils n'ont pas été représentés sur les figures pour en faciliter la lecture.Injectors, orifices and cooling means are known to those skilled in the art. They have not been shown in the figures for ease of reading.
Pour limiter la consommation de vapeur, il faut utiliser un caisson 3 ayant une profondeur P qui soit la plus faible possible.To limit the steam consumption, it is necessary to use a box 3 having a depth P which is the lowest possible.
Aussi, dans le cadre du mode de réalisation présentement décrit, le caisson 3 présente une profondeur P comprise entre 50 et 250 mm.Also, in the context of the embodiment described here, the box 3 has a depth P of between 50 and 250 mm.
Pour constituer un moule entier, deux caisson 3 portant chacun un demi moule sont placés en regard l'un de l'autre suivant un plan parallèle à celui de la plaque 5. Les deux caissons 3 sont centrés l'un par rapport à l'autre grâce à trois goujons 7 de centrage qu'ils présentent, l'un des caissons présentant des goujons de centrage mâle, et l'autre caisson présentant des goujons de centrage femelle.To constitute an entire mold, two boxes 3 each carrying a half-mold are placed facing each other in a plane parallel to that of the plate 5. The two boxes 3 are centered relative to one another by means of three centering pins 7 which they present, one of the boxes having male centering studs, and the other box having female centering studs. .
Pour favoriser le moulage de la pièce et réduire le temps de réalisation d'une pièce, chaque caisson 3 présente avantageusement un joint d'étanchéité (non représenté), de sorte que, lorsque les caissons sont positionnés et fixés l'un en face de l'autre, il ne peut y avoir aucun échange d'air ou de vapeur avec l'extérieur.To promote the molding of the part and reduce the time of completion of a part, each box 3 advantageously has a seal (not shown), so that when the boxes are positioned and fixed one in front of the other, there can be no exchange of air or steam with the outside.
Les deux caissons 3 définissent ainsi une chambre hermétique dans laquelle le moule se trouve enfermé.The two boxes 3 thus define a hermetic chamber in which the mold is enclosed.
Il est à noter que dans cadre de l'exemple présenté, le caisson constitue une pièce rapportée sur la machine. Il devra toutefois être entendu que le caisson pourrait tout aussi bien constituer une partie de la machine, sans que cela ne limite l'utilisation du moule selon la présente invention.It should be noted that in the context of the example shown, the box is an insert on the machine. It should be understood, however, that the box could just as well constitute a part of the machine, without this limiting the use of the mold according to the present invention.
Le caractère hermétique de la chambre est important dans le procédé de moulage. En effet, et notamment pour mouler une pièce en matériau alvéolaire tel que le polystyrène par exemple, il est nécessaire de lier les billes entre elles par un apport de vapeur saturée (une vapeur sèche étant moins supportée par le matériau qui s'affaisse sous l'action de la chaleur). Pour favoriser cela, il est préférable qu'il n'y ait pas d'entrée d'air dans la chambre dans laquelle se trouve le moule.The hermetic nature of the chamber is important in the molding process. Indeed, and in particular for molding a piece of cellular material such as polystyrene, for example, it is necessary to bind the balls together by a supply of saturated steam (a dry vapor is less supported by the material which collapses under the action of heat). To promote this, it is preferable that there is no air inlet in the chamber in which the mold is located.
Lors de la fermeture du moule, les deux plaques 5 portant les demi moules 1 (ou l') sont positionnées l'une par rapport à l'autre grâce à trois lardons.When closing the mold, the two plates 5 carrying the half molds 1 (or the) are positioned relative to each other with three bacon bits.
Ces trois lardons sont connus de l'homme de l'art. Ils n'ont pas été représentés pour faciliter la lecture de la figure 3.These three bacon are known to those skilled in the art. They have not been shown to facilitate reading of Figure 3.
L'alliage dans lequel est conçu le moule a subi des traitements thermiques appropriés pour que le moule puisse supporter des changements de températures brusques, de l'ordre de 700C en quelques minutes, des pressions importantes, de l'ordre de 7 bar, et des vides de l'ordre de 0,3 bar.The alloy in which the mold is designed has undergone appropriate heat treatments so that the mold can withstand abrupt temperatures, of the order of 70 0 C in a few minutes, significant pressures, of the order of 7 bar, and voids of the order of 0.3 bar.
De sorte à éclairer le lecteur, le procédé de moulage d'une pièce va maintenant être décrit.In order to enlighten the reader, the molding process of a part will now be described.
Une fois les deux caissons 3 positionnés l'un en face de l'autre, ils enferment de manière hermétique le moule.Once the two boxes 3 positioned opposite each other, they seal the mold hermetically.
Le matériau alvéolaire, qui se présente initialement sous forme de billes, est introduit dans le moule par tout moyen connu jusqu'à ce que le moule soit entièrement rempli.The alveolar material, which is initially in the form of beads, is introduced into the mold by any known means until the mold is completely filled.
Pour faciliter l'introduction des billes dans le moule, il est prévu d'appliquer un vide dans la chambre hermétique jusqu'à ce que le moule soit entièrement rempli de billes.To facilitate the introduction of the balls into the mold, it is intended to apply a vacuum in the sealed chamber until the mold is completely filled with balls.
Cette opération permet une répartition homogène des billes dans le moule. Cela permet d'obtenir une pièce présentant une densité homogène.This operation allows a homogeneous distribution of the balls in the mold. This makes it possible to obtain a part having a homogeneous density.
Pour favoriser le vide dans le moule, une gorge est réalisée à la jonction des deux demi-moules, au niveau de leur plan de joint, par laquelle il est possible d'aspirer l'air contenu dans l'empreinte, ou volume de moulage.To favor the vacuum in the mold, a groove is made at the junction of the two half-molds, at their joint plane, through which it is possible to suck the air contained in the cavity, or molding volume .
L'épaisseur de la gorge est comprise sensiblement entre 0,1 et 0,15 mm et sa profondeur est de l'ordre de 5 à 10 mm.The thickness of the groove is substantially between 0.1 and 0.15 mm and its depth is of the order of 5 to 10 mm.
L'appui des deux demi-moules s'effectue par zones pour permettre un passage de fluides depuis l'empreinte vers la chambre entourant le moule et inversement. La surface d'appui est calculée en fonction des efforts de fermeture et des qualités de matériaux. Une vapeur d'eau saturée est introduite dans la chambre jusqu'à ce que la pression autour du moule soit de l'ordre de 1 à 2 bars et la température soit de l'ordre de 1200C.The support of the two half-molds is effected in zones to allow fluid passage from the cavity to the chamber surrounding the mold and vice versa. The bearing surface is calculated according to closing forces and material qualities. A saturated steam is introduced into the chamber until the pressure around the mold is of the order of 1 to 2 bars and the temperature is of the order of 120 ° C.
Cette pression assure l'introduction de la vapeur saturée dans le moule, à travers les canaux.This pressure ensures the introduction of saturated steam into the mold, through the channels.
Chaque bille de matériau alvéolaire comporte une quantité d'agent porogène qui, sous l'effet de la vapeur d'eau saturée, fait gonfler la bille et la soude (ou la lie) avec les billes qui l'entourent. De cette manière, toutes les billes contenues dans le moule se soudent entre elles.Each ball of cellular material comprises an amount of pore-forming agent which, under the effect of saturated water vapor, swells the ball and the soda (or dregs) with the balls that surround it. In this way, all the balls contained in the mold are welded together.
De plus, la vapeur d'eau saturée permet de plastifier la pièce en surface, par contact entre la surface des billes et la paroi de l'empreinte du moule.In addition, the saturated water vapor allows to plasticize the piece surface, by contact between the surface of the balls and the wall of the mold cavity.
Cette opération ne dure que quelques minutes.This operation only lasts a few minutes.
Au moment où l'agent porogène lie les billes entre elles, la pression mesurée à l'intérieur du moule est de l'ordre de 2 bars.At the moment when the blowing agent binds the balls together, the pressure measured inside the mold is of the order of 2 bars.
Une seconde étape consiste à refroidir le moule dans la chambre hermétique, de manière à refroidir la pièce.A second step is to cool the mold in the sealed chamber, so as to cool the room.
Pour ce faire, il est courant de pulvériser de l'eau froide sur l'arrière du moule dans la chambre hermétique, jusqu'à ce que la température à l'intérieur de la chambre soit de l'ordre de 500C.To do this, it is common to spray cold water on the back of the mold in the sealed chamber, until the temperature inside the chamber is of the order of 50 0 C.
Enfin, une fois la pièce et le moule refroidis, un vide de l'ordre de 0,3 bar est appliqué à l'intérieur de la chambre de manière à éliminer l'eau résiduelle ayant servie à refroidir le moule (et la pièce), ainsi que l'agent porogène ayant permis aux billes de gonfler et de se lier les unes aux autres.Finally, once the part and the mold have been cooled, a vacuum of the order of 0.3 bar is applied inside the chamber so as to eliminate the residual water that has served to cool the mold (and the part) , as well as the blowing agent that allowed the beads to swell and bind to each other.
L'eau résiduelle et l'agent porogène sont évacués du moule en traversant les canaux 3 (ou 24) sous l'effet du vide appliqué dans la chambre. On comprend clairement de la description qui précède que les échanges entre l'intérieur et l'extérieur du moule se font par les canaux 3 (ou 24).The residual water and the blowing agent are removed from the mold through the channels 3 (or 24) under the effect of the vacuum applied in the chamber. It is clear from the above description that the exchanges between the inside and outside of the mold are through the channels 3 (or 24).
Les canaux assurent une répartition uniforme de la vapeur d'eau rentrant dans le moule, ce qui permet d'obtenir un bon état de surface de la pièce moulée.The channels provide a uniform distribution of water vapor entering the mold, which allows to obtain a good surface condition of the molded part.
Les canaux 3 ou 24 sont réalisés dans l'épaisseur du moule au moyen d'un laser, d'un jet d'eau sous pression ou par la méthode d'électroérosion à fil.The channels 3 or 24 are made in the thickness of the mold by means of a laser, a jet of pressurized water or by the wire electroerosion method.
Dans ce dernier cas, on choisit de préférence un fil de diamètre sensiblement égal à 1/10 mm.In the latter case, a wire of diameter substantially equal to 1/10 mm is preferably chosen.
Pour introduire le fil dans l'épaisseur du moule, avant la réalisation des canaux, on réalise préalablement un perçage dont le diamètre est compris entre 2 et 3 mm.In order to introduce the wire into the thickness of the mold, before the production of the channels, a drilling having a diameter of between 2 and 3 mm is carried out beforehand.
Après réalisation des canaux, le perçage est obturé par un insert de même nature que celle dans laquelle est réalisé le moule.After completion of the channels, the hole is closed by an insert of the same type as that in which the mold is made.
Ceci permet de préserver au mieux les caractéristiques physiques du moule lors de ses utilisations successives.This makes it possible to better preserve the physical characteristics of the mold during its successive uses.
Il devra être entendu que la technique de moulage qui vient d'être décrite ne se limite pas exclusivement à la réalisation de modèles perdus de fonderie.It will be understood that the molding technique which has just been described is not limited exclusively to the production of lost foundry models.
Par extension, elle est applicable à la réalisation de toutes pièces moulées en matériau alvéolaire pour des applications telles que l'emballage, la réalisation de pièces moulées pour le bâtiment, et les pièces techniques telles que les absorbeurs de chocs dans l'industrie automobile.By extension, it is applicable to the production of all molded pieces of cellular material for applications such as packaging, the production of molded parts for the building, and technical parts such as shock absorbers in the automotive industry.
Cette technique est également applicable à la réalisation de pièces d'emballage pour l'industrie alimentaire. This technique is also applicable to the production of packaging parts for the food industry.

Claims

REVENDICATIONS
1. Moule comportant au moins une empreinte pour la réalisation d'au moins une pièce en matériau alvéolaire obtenu à partie de billes en polymère expansible, qui est destinée à servir de modèle perdu pour la fabrication d'une pièce de fonderie, caractérisé en ce qu'il présente des canaux qui traversent sa paroi en débouchant d'une part dans l'empreinte et d'autre part à l'extérieur du moule, et qui sont réalisés sous la forme de fentes s'étendant de façon sensiblement parallèle deux à deux et au moins partiellement selon les contours de l'empreinte du moule, lesdits canaux permettant d'une part l'échappement de l'air contenu dans l'empreinte du moule lors de son remplissage par lesdites billes et d'autre part, l'introduction dans le moule de vapeur saturée de manière uniforme, ladite vapeur permettant de lier lesdites billes entre elles et permettant de plastifier en surface ladite pièce de manière uniforme.1. Mold comprising at least one impression for the production of at least one piece of cellular material obtained from expandable polymer beads, which is intended to serve as a lost model for the manufacture of a casting, characterized in that it has channels that pass through its wall, opening on the one hand into the cavity and on the other hand outside the mold, and which are made in the form of slots extending substantially parallel to each other. two and at least partially according to the contours of the mold cavity, said channels allowing on the one hand the escape of the air contained in the cavity of the mold during its filling by said beads and on the other hand, introduction into the mold of saturated steam uniformly, said steam to bind said beads together and to plasticize said surface uniformly said surface.
2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux présentent une largeur comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm, préférentiellement de 0,15 mm.2. Mold according to claim 1, characterized in that the channels have a width of between 0.1 mm and 0.2 mm, preferably 0.15 mm.
3. Moule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux canaux sensiblement parallèles sont séparés par une distance (D) comprise entre 3 mm et 10 mm.3. Mold according to claim 1 or 2, characterized in that two substantially parallel channels are separated by a distance (D) of between 3 mm and 10 mm.
4. Moule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance (D) est égale à 8 mm.4. Mold according to claim 3, characterized in that the distance (D) is equal to 8 mm.
5. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des canaux présente une longueur comprise entre 20 mm et 150 mm.5. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the channels has a length of between 20 mm and 150 mm.
6. Moule selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des canaux s'étend suivant une direction rectiligne. 6. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the channels extends in a rectilinear direction.
7. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des canaux s'étend suivant une direction curviligne.7. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the channels extends in a curvilinear direction.
8. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des canaux délimitent au moins partiellement des bossages localisés dans l'empreinte du moule.8. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the ends of the channels at least partially delimit bosses located in the cavity of the mold.
9. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les canaux s'étendent selon des lignes discontinues.9. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the channels extend in discontinuous lines.
10. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les canaux sont réalisés de manière équidistante les uns des autres.10. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the channels are made equidistant from each other.
11. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est conçu en un métal non-oxydable par la vapeur d'eau.11. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that it is designed in a non-oxidizable metal by water vapor.
12. Moule selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est réalisé en alliage d'aluminium ou en alliage cuivreux.12. Mold according to claim 11, characterized in that it is made of aluminum alloy or cuprous alloy.
13. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur comprise entre 5 et 10 mm.13. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a thickness of between 5 and 10 mm.
14. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, une gorge est réalisée à la jonction des deux demi-moules composant ledit moule, au niveau de leur plan de joint, par laquelle il est possible d'aspirer l'air contenu dans l'empreinte14. Mold according to any one of the preceding claims, a groove is formed at the junction of the two half-molds forming said mold, at their joint plane, by which it is possible to suck the air contained in the 'footprint
15. Utilisation d'un moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour réaliser un modèle perdu en matériau polymère alvéolaire à partir de billes de polymère en matériau expansible.15. Use of a mold according to any one of the preceding claims, for producing a lost model of cellular polymer material from polymer beads made of expandable material.
16. Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit matériau alvéolaire consiste en du polystyrène expansé 16. Use according to claim 15, characterized in that said cellular material consists of expanded polystyrene
17. Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit matériau alvéolaire consiste en du polyméthylmétacrylate alvéolaire.17. Use according to claim 15, characterized in that said cellular material consists of alveolar polymethylmethacrylate.
18. Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit matériau alvéolaire consiste en un copolymère de polystyrène et de polyméthylmétacrylate.18. Use according to claim 15, characterized in that said cellular material consists of a copolymer of polystyrene and polymethylmetacrylate.
19. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisée en ce que le moule est enfermé dans une chambre hermétique.19. Use according to any one of claims 15 to 18, characterized in that the mold is enclosed in a sealed chamber.
20. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisée en ce qu'un vide est appliqué dans ladite chambre hermétique jusqu'à ce que le moule soit entièrement rempli de billes.20. Use according to any one of claims 15 to 19, characterized in that a vacuum is applied in said sealed chamber until the mold is completely filled with balls.
21. Utilisation selon la revendication 19 ou 20, caractérisée en ce que, pour lier lesdites billes entre elles, de la vapeur d'eau saturée est introduite dans ladite chambre jusqu'à ce que la pression autour du moule soit de l'ordre de 1 à 2 bars et la température soit de l'ordre de 1200C, ladite vapeur entrant dans ledit moule par lesdits canaux.21. Use according to claim 19 or 20, characterized in that, to bind said beads together, saturated water vapor is introduced into said chamber until the pressure around the mold is of the order of 1 to 2 bar and the temperature is of the order of 120 0 C, said vapor entering said mold through said channels.
22. Utilisation selon la revendication 21, caractérisée en ce que, pour refroidir ladite pièce, on fait circuler de l'eau froide autour du moule dans la chambre hermétique, jusqu'à ce que la température à l'intérieur de la chambre soit de l'ordre de 500C.22. Use according to claim 21, characterized in that, to cool said room is circulated cold water around the mold in the sealed chamber, until the temperature inside the chamber is of the order of 50 ° C.
23. Utilisation selon la revendication 22, caractérisée en ce qu'un vide d'environ 0,3 bar est appliqué à l'intérieur de ladite chambre de manière à éliminer par lesdits canaux l'eau résiduelle ayant servie à refroidir ladite pièce, ainsi qu'un agent porogène compris dans les billes de polymère et permettant aux billes de gonfler et de se lier les unes aux autres. 23. Use according to claim 22, characterized in that a vacuum of about 0.3 bar is applied inside said chamber so as to eliminate through said channels the residual water having served to cool said room, and a porogenic agent included in the polymer beads and allowing the beads to swell and bind to each other.
24. Procédé de réalisation d'un moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lesdits canaux sont réalisés au moyen d'un laser.24. A method of producing a mold according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said channels are made by means of a laser.
25. Procédé de réalisation d'un moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lesdits canaux sont réalisés au moyen d'un jet d'eau sous pression.25. A method of producing a mold according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said channels are made by means of a jet of water under pressure.
26. Procédé de réalisation d'un moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lesdits canaux sont réalisés par électroérosion à fil.26. A method of producing a mold according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said channels are made by wire EDM.
27. Procédé de réalisation d'un moule selon la revendication 26, caractérisé en ce que ledit fil présente un diamètre de 1/10 mm.27. A method of producing a mold according to claim 26, characterized in that said wire has a diameter of 1/10 mm.
28. Procédé de réalisation d'un moule selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce qu'un perçage est réalisé pour introduire le fil dans l'épaisseur du moule, avant la réalisation des canaux.28. A method of producing a mold according to claim 26 or 27, characterized in that a bore is made to introduce the wire into the thickness of the mold, before the production of the channels.
29. Procédé de réalisation selon la revendication 28, caractérisé en ce que le perçage est obturé par un insert de même nature que celle dans laquelle est réalisé le moule, après la réalisation des canaux. 29. A production method according to claim 28, characterized in that the hole is closed by an insert of the same kind as that in which the mold is made, after the production of the channels.
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