WO2022223890A1 - Procede et système de fabrication d'un objet decoratif forme par l'extrusion a chaud d'au moins un cordon d'une composition a base polymere - Google Patents

Procede et système de fabrication d'un objet decoratif forme par l'extrusion a chaud d'au moins un cordon d'une composition a base polymere Download PDF

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WO2022223890A1
WO2022223890A1 PCT/FR2022/000041 FR2022000041W WO2022223890A1 WO 2022223890 A1 WO2022223890 A1 WO 2022223890A1 FR 2022000041 W FR2022000041 W FR 2022000041W WO 2022223890 A1 WO2022223890 A1 WO 2022223890A1
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WO
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extrusion
layer
zone
level
head
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PCT/FR2022/000041
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Romain ALLAIN LAUNAY
Johan Hugues
Benjamin DEBAT
Dorian FABRE
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Blachere Illumination
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/747—Lightning equipment

Definitions

  • Title Process and system for manufacturing a decorative object formed by the hot extrusion of at least one bead of a polymer-based composition.
  • the subject of the invention is a process and a system for manufacturing a decorative object formed by the hot extrusion of at least one bead of a polymer-based composition.
  • the invention relates in particular, but not exclusively, to the technical field of temporary or permanent light decorations, and more specifically to light decorations located outdoors, such as those traditionally installed for parties or other events.
  • the invention can also find many other applications, for example in the field of advertising decorations or for the animation of commercial windows.
  • Patent documents FR3075313 and FR3069800 disclose a process for manufacturing a decorative object formed by the hot extrusion of a bead of a polymer-based composition. This type of process is particularly advantageous insofar as it makes it possible to obtain an object whose shape is complex, in particular an object in volume and/or with one or more curved contours.
  • FIG. 1 diagrams the layers of a bead C which is stacked on four layers N1, N2, N3 and N4 superimposed one above the other, according to the method described in FR3075313 and FR3069800.
  • the arrows on the right of the figure illustrate the trajectory of the extrusion head 51.
  • the bead C is deposited according to a first layer of level N1 on the support 20.
  • the bead C is repositioned above the first layer of level N1 and becomes solid with the latter during the cooling of the bead.
  • the other layers of level N3 and N4 are attached in the same way to what was extruded beforehand.
  • the object 1 is therefore produced by one and the same bead C which is extruded along a trajectory in space and which is stacked in successive layers.
  • FIG. 2 illustrates an example of a decorative object 1 manufactured according to a process described in documents FR3075313 and FR3069800.
  • This object consists of a luminous decor structure representing a stylized snowflake installed on a volute.
  • a luminous garland 100 is installed on each of the branches 1a, 1b of the volute.
  • the snowflake and the branches 1a, 1b of the volute have the same number of layers of extruded cord (for example four layers according to the embodiment of FIG. 1).
  • the invention aims to remedy this state of affairs. Also, an objective of the invention is to propose a method making it possible to manufacture a decorative object more quickly by the hot extrusion of at least one bead. Another objective of the invention is to propose a method which makes it possible to reduce the quantity of material used for the manufacture of the decorative object, in comparison with the methods of the prior art. Yet another object of the invention is to provide a method for manufacturing a decorative object formed by the hot extrusion of at least one bead of a polymer-based composition, which is quick, simple to implement and inexpensive.
  • the solution proposed by the invention is a process for manufacturing a decorative object formed by the hot extrusion of at least one bead of a polymer-based composition, comprising the following steps: - passage of a polymer-based composition through an extrusion die from a supply inlet of said composition to a movable extrusion head from which the extruded bead emerges, a first layer of extruded bead being deposited on a reception support,
  • the decorative object has layers of at least one extruded bead stacked one above the other, said layers being parallel to the receiving support and defining extrusion levels Ni.
  • a decorative object comprising different areas each having a different number of layers is particularly advantageous. This allows the number of layers to be adjusted to the stress areas. Indeed, the object 1 is likely to undergo stresses of different nature and/or intensity in its different zones. In the example of Figure 2, the branches 1a and 1b of the scrolls can undergo greater mechanical stresses than the snowflake. It is then judicious to reinforce the rigidity of the volute by increasing the number of layers and/or to lower the number of layers in the zone of the flake. The volute area may thus consist of four layers and the flake area of only two layers. We can then reduce the number of layers in certain areas of the object so that the gain in terms of manufacturing time and material is significant.
  • the expression “decorative object” means an object whose purpose is the aesthetic decoration of a place, interior or exterior.
  • this decorative object can be associated with one or more other visual elements such as for example garlands or lights and in this case the decorative object also serves as a support for these elements associated with the decorative object.
  • Other advantageous features of the invention are listed below. Each of these characteristics can be considered alone or in combination with the remarkable characteristics defined above. Each of these characteristics contributes, where appropriate, to the resolution of specific technical problems defined further on in the description and to which the remarkable characteristics defined above do not necessarily participate. The latter may be the subject, where appropriate, of one or more divisional patent applications:
  • the first number of layers in the first zone is greater than or equal to 1
  • the second number of layers in the second zone is greater than or equal to 3.
  • the method comprises a step consisting in equipping the extrusion head with a movable shutter between an open position allowing the exit of the cord from said head and a closed position preventing the exit of the cord from said head .
  • the following steps are carried out: - placing the shutter in the closed position after the end of the extrusion of the layer of level M in the second zone; - moving the extrusion head from the second zone to an extrusion position located opposite a level layer N-1 of the first zone, the shutter being held in the closed position; - when the extrusion head is positioned in the extrusion position of the first zone, place the shutter in the open position and extrude the level N layer by depositing it on the level N-1 layer of said first zone.
  • the following steps are carried out: - place the shutter in the closed position after the end of the extrusion of the layer of level M; - moving the extrusion head to an extrusion position located opposite a layer at level N-1 of said second zone, the shutter being held in the closed position; - when the extrusion head is positioned in the extrusion position of the second zone, place the shutter in the open position and extrude the level N layer by depositing it on the level N-1 layer of said second zone.
  • the following steps are carried out: - placing the shutter in the closed position after the end of the extrusion of the level N layer; - move the extrusion head to an extrusion position located opposite a level layer M-1 of the second zone, the shutter being held in the closed position; - when the extrusion head is positioned in the extrusion position of the second zone, place the shutter in the open position and extrude the layer of level M by depositing it on the layer of level M-1 of said second zone.
  • the method comprises a step consisting in securing the extrusion head to a robotic manipulation arm so that said head can be inclined at an angle of between 0° and 90° with respect to a normal of the receiving medium.
  • the layers are extruded so as to present adjacent edges and in which to extrude a layer of level N in the second zone from a layer of level M in said second zone, such that M greater than or equal to N+2, the following steps are carried out: after the end of the extrusion of the layer of level M, orienting the extrusion head perpendicularly to the edges; - moving the extrusion head so as to extrude a bead along the edges, from the layer at level M, until reaching a position for extrusion of the layer at level N, which position is located opposite screw of a layer of level N-1 of the second zone; -orient the extrusion head perpendicular to the layer of level N-1 and extruding the layer of level N by depositing it on said layer of level N-1.
  • the extrusion head has an extrusion diameter D, the extrusion of a layer of level N being carried out by depositing a bead on a layer of level N-1, said head being placed at a distance H from said level N-1 layer, H being equal to D +/- 10%.
  • Another aspect of the invention relates to a system for manufacturing a decorative object formed by the hot extrusion of at least one bead of a polymer-based composition, comprising:
  • an extrusion die having at one end a feed inlet and at the other end an extrusion head, said die being fed with at least one polymer-based composition exiting in the form of a bead extruded by said extrusion head,
  • the extrusion head is movable along a predefined extrusion path, so that the decorative object has layers of at least one extruded bead stacked one above the other, said layers being parallel to the receiving support and defining extrusion levels,
  • a management unit determines the trajectory of the extrusion head so that the extrusion is carried out so that the decorative object comprises at least a first zone having a first number of layers and a second zone having a second number of layers different from said first number.
  • FIG. 1 above diagrams a stack of layers of an extruded bead.
  • FIG. 2 is a schematic view of a decorative object.
  • FIG. 3 schematizes a first example of stacking of layers in two distinct zones of a decorative object obtained according to a process in accordance with the invention.
  • FIG. 4 schematizes a second example of stacking of layers in two distinct zones of a decorative object obtained according to a process in accordance with the invention.
  • FIG. 5 schematizes a third example of stacking of layers in two distinct zones of a decorative object obtained according to a process in accordance with the invention.
  • FIG. 6 schematizes a fourth example of stacking of layers in two distinct zones of a decorative object obtained according to a process in accordance with the invention.
  • FIG. 7 is a side view of a manufacturing system in accordance with the present invention.
  • FIG. 8 is a top view of the system visible in Figure 7.
  • FIG. 9 is another side view of the system visible in Figure 7.
  • FIG. 10 is a perspective view of the system visible in Figure 7.
  • FIG. 11 is an alternative embodiment of a manufacturing system according to the present invention.
  • the decorative object 1 consists of a stylized snowflake installed on a volute. By way of example, its length is between 50 centimeters (cm) and two meters while its width is between twenty centimeters and one meter.
  • Such an object is formed of different layers of extruded cord(s), and these extruded cords all have a substantially identical thickness, preferably between 3 mm and 10 mm.
  • This object 1 can be attached to a cable or fixed to a pole or a wall for outdoor installation, for example in a street or on the facade of a monument, or even inside a dwelling.
  • One or more luminous garlands 1000 can be fixed on this object 1 , for example by means of quick fasteners, such as clamps of the Rislan® type.
  • object 1 is obtained by hot extrusion of a polymer-based composition.
  • this composition consists of a polymer matrix comprising at least 70% by weight, advantageously at least 95% by weight, of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), of polylactic acid (polyester PLA) or of polycarbonate ( pc).
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • PLA polylactic acid
  • pc polycarbonate
  • the polymer-based composition consists of recycled polyethylene terephthalate (PET), or a mixture of recycled PET and non-recycled PET.
  • PET polyethylene terephthalate
  • mixture of recycled PET and non-recycled PET means a mixture based on recycled polyethylene terephthalate, for example from the recycling of bottles, incorporating or including an addition of non-recycled PET, i.e. say not from a recycling process, from a direct synthesis of polyethylene terephthalate.
  • recycled PET makes it possible to recycle part of this plastic which is widely used today, particularly in bottles. Thus, we can create a decorative object, easy to produce, and virtuous with regard to ecological considerations.
  • This non-recycled PET may consist of so-called “virgin” PET or PET-G, modified polyethylene terephthalate glycol ("polyethylene terephthalate glycol-modified") and this non-recycled PET may contain all or part of virgin PET and/or PET-G.
  • the non-recycled PET can itself consist of a PET blend, typically a mixture of PET and PET-G, or consist entirely of PET-G.
  • a mixture of recycled PET and (non-recycled) PET has at least 50% by weight of recycled PET, preferably at least 70% by weight of recycled PET.
  • the composition has at least 99% by weight of PET and the following residual amounts:
  • the remaining less than 1% by weight of the polymer composition can consist of a polyester such as for example a PLA (polymer of polylactic acid) or a PCL (Polycaprolactone).
  • a polyester such as for example a PLA (polymer of polylactic acid) or a PCL (Polycaprolactone).
  • the water content is determined by Karl Fischer titration while the PVC (Polyvinyl chloride) and PE (Polyethylene) content can be obtained by various methods known to those skilled in the art and which give identical results. or quasi-identical, in particular ASTM D5991-17 (process C or D) of 2017 for PVC and ISO 11542-1 of 2001 or ISO 1133-1 of 2011 for PE.
  • PVC Polyvinyl chloride
  • PE Polyethylene
  • Such polymer-based compositions make it possible to obtain a decorative object 1 with very good aesthetic and mechanical qualities (in particular in terms of shrinkage, Yong's Modulus and elongation at break), and physical properties optimum chemicals for various uses, in an often very harsh environment.
  • the composition may comprise a certain number(s) of additive(s) or component(s) intended to confer additional particular properties and/or to improve the intrinsic properties of the composition.
  • additives or components are present in the "polymer-based composition - additive/component" mixture in the amount of at most 40% by weight of said mixture, preferably at most 10% by weight of said mixture, and very preferably at plus 5% by weight of said mixture.
  • This additive may consist of plasticizers, adhesion promoters, stabilizers/UV absorbers, antioxidants, flame retardants, pigments/dyes/brighteners and/or fillers.
  • the polymer-based composition according to the invention can be mixed with at least one additive so as to form a final mixture, having property(ies) and/or function ( s) additional(s).
  • UV (Ultra-Violet) radiation is likely to cause a slight yellowing of the polymer-based composition used so that UV stabilizers and UV absorbers such as benzotriazole, benzophenone and other hindered amines can advantageously be added in order to ensure the transparency or an invariant coloration of the decorative object throughout its lifetime.
  • UV stabilizers and UV absorbers such as benzotriazole, benzophenone and other hindered amines can advantageously be added in order to ensure the transparency or an invariant coloration of the decorative object throughout its lifetime.
  • UV stabilizers and UV absorbers such as benzotriazole, benzophenone and other hindered amines can advantageously be added in order to ensure the transparency or an invariant coloration of the decorative object throughout its lifetime.
  • UV stabilizers and UV absorbers such as benzotriazole, benzophenone and other hindered amines
  • These compounds may for example be based on benzophenone or benzotriazole. They can be added in
  • Figures 7 to 11 attempt to show the elements of a system for manufacturing a decorative object from at least one extruded bead of the aforementioned polymer-based composition. These elements allow the implementation of the method according to the invention so that a characteristic linked to the system finds application to the method, and vice versa.
  • an extrusion die 50 heats it. A bead then leaves the extrusion head 51 in an ambient environment. Since the extrusion takes place in an ambient environment and not in a controlled atmosphere and/or in a closed enclosure, the settings linked to the extrusion and cooling temperatures described later in the description are particularly complex to master in order to ensure good repeatability of the process at an industrial level.
  • the best results are obtained when the temperature of the extruded bead, at the outlet of the extrusion head 51, is between 200°C and 300°C, preferably between 200°C and 230°C and very preferably at 215°C (+/- 5°C).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the temperature of the extruded bead, at the outlet of the extrusion head 51 is between 200°C and 300°C, preferably between 200°C and 230°C and very preferably at 215°C (+/- 5°C).
  • the extruded cord advantageously has a width of between 5 mm and 10 mm, preferably between 6 mm and 8 mm, and very preferably 7 mm (+/- 0.5 mm). And advantageously a height comprised between 2 mm and 10 mm, preferentially between 3 mm and 5 mm, and very preferentially 4 mm (+/- 0.5 mm).
  • the bead comes out of the extrusion head 51, it has a circular section, but following its placement on the receiving support 20, it flattens to ultimately have a width greater than its height, according to the data presented. above.
  • Such a cord is thus relatively thin while being sufficiently mechanically strong.
  • the width and/or height of the extruded bead depend in particular on the diameter of the opening of the extrusion head 51 and the distance or height at which said extrusion head is located from the surface of the receiving support 20 (for the first layer) or the last layer of extruded cords (for a multilayer structure).
  • a cord having very good mechanical strength is obtained when the extrusion distance or height corresponds (at least approximately, for example +/- 10%) to the opening diameter of the extrusion head 51.
  • the height of the cord corresponds then at the extrusion height.
  • the opening diameter of the extrusion head 51 is preferably fixed, but may be variable during the extrusion time of the object 1.
  • this opening diameter is variable or different during the manufacture of the decorative object 1, the preferred ratio previously defined between the distance or height of extrusion and the opening diameter of the extrusion head, remains valid. Thus, if the opening diameter is modified during manufacture, then the extrusion distance or height is modified accordingly.
  • the extrusion of a layer of level N is carried out by depositing a bead on a layer of level N-1 , said head being placed at a distance H from said level N-1 layer, H being equal to D +/- 10%.
  • the extrusion head 51 is secured to a moving means.
  • this displacement means is a robotic manipulation arm 30.
  • the extrusion head 51 is secured to this robotic arm 30, which moves it longitudinally, transversely and possibly vertically.
  • the arm 30 is a 3-axis articulated arm or, preferably, a 6-axis articulated arm.
  • Such an articulated arm makes it possible to move the extrusion head 51 in translation along the X (abscissa), Y (ordinate) and Z (coast) axes of a Cartesian frame, or orthonormal frame.
  • the extrusion head 51 remains oriented vertically, to keep the direction of extrusion perpendicular to the surface of the receiving support 20 and/or perpendicular to a level layer.
  • a 3-axis articulated arm makes it possible to produce relatively complex objects, in 2D or 3D, with one or more curved contours, such as that illustrated in figure 1.
  • a 6-axis articulated arm in addition to the aforementioned translations, also allows rotation of the extrusion head 51 along each of the X, Y and Z axes.
  • the extrusion head 51 can thus be oriented in any position, which is an advantage as explained further in the description.
  • the robotic arm 30 comprises: a base 32 rotatably mounted along a vertical axis on a base 35; a main arm 31 rotatably mounted along a horizontal axis on the base 32; a forearm 33 mounted so as to be able to rotate along a horizontal axis on the main arm 31.
  • a joint makes it possible to assemble a coupling head 34 at the distal end of the forearm 33, which head cooperates with a member coupling 30 of the extrusion die 50.
  • the connections between the base 30 and the base 35, between the main arm 31 and the base 35, between the forearm 33 and the main arm 31, and between the forearm 33 and the coupling head 34 form the joints of the robotic arm 30.
  • the dimensions of the main arm 31 and the forearm 33 are adapted to the use of the robotic arm 30, that is to say to the manufacture of the object 1 on the receiving support 20.
  • Actuating means of the cylinder type and/or rotary motors, arranged at these joints, produce translational and possibly rotational movements of the extrusion head 51.
  • the direction and the speed of movement of the robotic arm 30 are controlled by an electronic management unit.
  • This management unit is in particular in the form of a portable or fixed computer, provided in particular with a processor, microprocessor or CPU (for Central Processing Unit) and a memory, in which is recorded software whose instructions, when they are executed by the processor, microprocessor or CPU, make it possible to control the movement of the extrusion head 51 in space.
  • the term "software” can be understood as: computer application, computer programs or software. For the sake of clarity, it should be understood within the meaning of the invention that “the robotic arm 30 does something” means “the software executed by the processor, microprocessor or CPU of the electronic management unit does something”. In particular, the software instructions make it possible to carry out the layered extrusion operations of the method according to the invention.
  • the robotic arm 30 is controlled so that the speed of movement of the extrusion head 51 is between 50 mm/s and 110 mm/s, this speed depending in particular on the viscosity of the extruded cord.
  • a displacement speed of between 50 mm/s and 60 mm/s is preferred, this speed range making it possible to obtain a bead with a particularly aesthetic smooth appearance, in particular when its viscosity at the outlet of the extrusion head 51 is comprised between 400 and 450 Pascal per second defined according to the ISO 11443 standard.
  • the electronic management unit also manages the extrusion die 50, that is to say in particular the supply of polymer-based composition and the extrusion rate.
  • the movement of the extrusion head 51 along a predefined trajectory makes it possible to manufacture an object 1 by adding material (additive manufacturing), and more particularly by one or more cords of extruded thermoplastic material which, if necessary, stacks up in layers. These layers can be stacked one above the other and optionally placed next to each other. This stacking creates the volume of the object.
  • the trajectory of the extrusion head 51 along the X and Y axes, and possibly Z, makes it possible to produce the curved contours of the object 1.
  • a designer draws object 1 using a computer-aided design (CAD) tool.
  • the file obtained is processed by the software stored in the memory of the management unit, which organizes the trajectory of the extrusion head 51 for the production of the object 1.
  • the robotic arm 30 is controlled along this trajectory, from so that the extrusion is carried out until obtaining the final object 1.
  • Object 1 is thus obtained quickly, precisely and with optimal repeatability.
  • the object 1 comprises a plurality of layers of extruded cords, each successive layer, after the first layer, then forms the support for receiving the next layer of extruded cord.
  • Figure 11 illustrates an alternative embodiment where the extrusion head 51 is secured to a carriage 8 which is movable along the axes X, Y and Z of a Cartesian coordinate system.
  • the carriage 8 is for example movably mounted on a first slider - or rail - 80 of axis X.
  • This first slider is itself movably mounted on a second slider 81 of axis Y.
  • a drive mechanism for example rack or jack type, controlled by the aforementioned management unit, makes it possible to translate the carriage 8 on the first slide 80, and to translate said first slide on the second slide 81. It is thus possible to move longitudinally and transversely the head of extrusion 51 relative to the surface of the support 20.
  • the vertical displacement of the extrusion head 51 (along the Z axis) is made possible by mounting the second slide 81 movable in translation on vertical guides 83.
  • a mechanism of drive for example of the rack or jack type, controlled by the aforementioned management unit, makes it possible to translate the second slide 81 along the vertical guides 83.
  • a similar result is obtained by securing the extrusion head 51 to a overhead crane.
  • the extrusion head 51 is fixed and it is the support 20 which is moved. It is in this case the support 20 which is secured to a moving means of the robotic arm 30 or carriage 8 type mentioned above, the movement of said plate being controlled by the management unit.
  • the extruded bead is deposited on the receiving support 20 (or on a lower layer) by the effect of gravity.
  • effect of gravitation refers to the fact that the movement of the extruded bead, from its exit from the extrusion head 51 to the receiving support 20, is mainly constrained or directed by the weight of said cord. This effect is made possible in particular by the fact that the extrusion head 51 is arranged or oriented vertically, in other words in the direction of application of the gravitational force.
  • this receiving support 20 is in the form of an L, with two rectangular portions 21, 22 of shape and of substantially identical dimensions extending perpendicular to one another. These two rectangular portions 21, 22 each form the end portions of the receiving support 20 while a square portion 23 is arranged at the junction angle formed between these two end portions 21, 22.
  • the rectangular end portions 21, 22 have a length of between 50 cm and 2 m and a width of between 50 cm and 150 cm.
  • the junction portion 23 is a square with a length of between 50 cm and 150 cm, it being considered that the width of the end portions 21, 22 is advantageously equal to the length of the side of the junction portion 23 so as to that the end edges of the receiving support 20 are indeed continuous and essentially linear or rectilinear.
  • this receiving support 20 has a thickness of between 5 mm and 30 cm. Secondary functions of this receiving support 20 consist in receiving the extruded cord without the latter adhering to the receiving support 20, nor of course being deformed or degraded by the latter.
  • the receiving support 20 has a general L-shape, the robotic arm 30 being located close to the junction portion 23 substantially at equal distance from the end portions 21, 22. It is also possible to provide that the receiving support 20 is in the general shape of a square or circular frame surrounding the robotic arm 30, the latter being completely surrounded or surrounded by the receiving support 20. Finally, the receiving support 20 may have a general I-shape or even a general U-shape with three sides surrounding the robotic arm 30.
  • the reception support 20 is mounted on an elevation base 40 which makes it possible to place the reception support 20 at a height from the ground of between twenty centimeters and one meter, so as to adapt to the dimensions of the robotic arm 30 and to facilitate the gripping and handling of the object 1 carried out on the support 20.
  • the support 20 can incorporate a cooling or heating circuit 200 visible in Figure 8, and which will cool or heat said support.
  • the extrusion is carried out so that the decorative object 1 comprises at least a first zone having a first number of layers and a second zone having a second number of layers different from said first number.
  • the invention is not limited to an object having two distinct zones, the object possibly comprising a greater number of zones each having a number of layers specific to it.
  • the object 1 comprises a first zone Z1 having two layers N1, N2 and a second zone Z2 having four layers N1, N2, N3, N4. Each layer being parallel to the receiving support 20 and defining an extrusion level.
  • the arrows in Figure 3 illustrate the trajectory of the extrusion head 51.
  • the number of layers in the first zone Z1 is greater than or equal to 1, for example between 1 and 4.
  • the number of layers in the second zone Z2 is greater than or equal to 3, for example between 3 and 10.
  • the first zone Z1 has three layers N1, N2, N3 and the second zone Z2 has four layers N1, N2, N3, N4.
  • the arrows in FIG. 4 illustrate the trajectory of the extrusion head 51.
  • the first two layers N1 and N2 are first extruded in the first zone 1 and in the second zone Z2, then the layers N3 and N4 are extruded in said second zone to finally extrude the third layer N3 in said first zone.
  • this trajectory can typically be determined by the management unit in order to optimize the movements of the extrusion head.
  • the extrusion of the layer N4 in the second zone Z2 then the extrusion of the layer N3 in the first zone Z1 can be complex. Indeed, the extrusion of a layer is only done by depositing the bead on a lower level layer.
  • a layer of level M in the second zone Z2 (ex: N4) can only be extruded on a layer of level M-1 (ex: N3) in said second zone. It is not possible to pass directly from a layer of level M (ex: N4) to a layer of level M-2 (ex: N2).
  • the extrusion height becomes too high (in particular greater than the diameter of the extrusion head and/or greater than the thickness of the bead), the bead falls off too much. high and smears or ripples, which is not aesthetically acceptable.
  • the extrusion of the layer N3 in the first zone Z1 following the extrusion of the layer N4 in the second zone Z2 is carried out as follows. From layer N4, the bead is extruded onto layer N3, then onto layer N2 of said second zone. It must then reach level layer N2 in first zone Z1 to finally be extruded so as to create layer N3 in said first zone. This helps to increase the extrusion time and the amount of material. Preferred features of the invention solve this problem.
  • the extrusion head 51 is equipped with a shutter 510 movable between an open position allowing the exit of the cord from said head and a closed position preventing the exit of the cord of said head.
  • the displacement of the shutter 510 is controlled by the management unit.
  • the extrusion of the layer N3 in the first zone Z1 following the extrusion of the layer N4 in the second zone Z2 is then carried out as follows.
  • the shutter 510 is placed in the closed position after the end of the extrusion of the level layer N4 in the second zone Z2.
  • the extrusion head 51 is then moved from the second zone Z2 to an extrusion position located opposite the level layer N2 of the first zone Z1.
  • the shutter 510 is placed in the open position and the level layer N3 is extruded by depositing it on the level layer N2 of said first area.
  • the extrusion head of the layer N4 directly from the second zone Z2 to the extrusion position located in the first zone, without having to go back through the intermediate levels and without having to extrude a bead.
  • the extrusion time and the quantity of material are therefore greatly reduced.
  • the first zone Z1 has two layers N1, N2 and the second zone Z2 has four layers N1, N2, N3, N4, plus a second level layer N2 referenced N2'.
  • the arrows in FIG. 5 illustrate the trajectory of the extrusion head 51 determined by the management unit in order to optimize the movements of the extrusion head 51.
  • a first layer N1 is first extruded in the second zone Z2 , then a first layers N1 and N2 in the first zone 1 and in the second zone Z2, then the layers N3 and N4 are extruded in the said second zone to finally extrude the layer N2′ in the said second zone.
  • the extrusion of the N2' layer is carried out as follows.
  • the shutter 510 is placed in the closed position after the end of the extrusion of the level layer N4 in the second zone Z2.
  • the extrusion head 51 is then moved to an extrusion position located opposite the level layer N1 of the second zone Z2, the shutter 510 being maintained in the closed position.
  • the shutter 510 is placed in the open position and the level layer N2' is extruded by depositing it on the level layer N1 of the second zone Z2.
  • the extrusion head 51 is secured to the aforementioned manipulation arm (30) so that said head can be inclined at an angle "a" between 0 ° and 90° relative to a normal of the receiving support 20.
  • the extrusion head is capable not only of extruding perpendicular to the support 20, but also parallel to said support and in all intermediate positions.
  • the orientation of the extrusion head 51 is controlled by the management unit.
  • the first zone Z1 has two layers N1, N2 and the second zone Z2 has four layers N1, N2, N3, N4, plus a second level layer N2 referenced N2'.
  • the trajectory of the extrusion head 51 determined by the management unit is such that one begins by extruding a first layer N1 in the second zone Z2, then a first layers N1 and N2 in the first zone 1 and in the second zone Z2, then layers N3 and N4 are extruded in said second zone to finally extrude layer N2' in said second zone.
  • the layers are extruded so as to present adjacent borders B.
  • the extrusion of the N2' layer is carried out as follows.
  • the extrusion head 51 is oriented perpendicular to the edges B after the end of the extrusion of the level layer N4 in the second zone Z2.
  • the extrusion head 51 is then moved so as to extrude a bead C′ along the edges B, from the level layer N4, until reaching an extrusion position located opposite a layer of level N1 of said second zone. If the edges B are in a vertical plane, we extrude in this plane, that is to say perpendicular to the support 20. Similarly, if the edges B are in an inclined plane, we extrude in this plane.
  • the extrusion head 51 When the extrusion head 51 is positioned in the extrusion position, the extrusion head 51 is oriented perpendicular to the level layer N1 and the level layer N2' is extruded by depositing it on said level layer N- 1.
  • the decorative object 1 can then be produced by a single cord.
  • only the extrusion head 51 is fixed on the robotic arm 30, the extrusion die 50 being offset from said arm.
  • the shape and dimensions of the receiving support 20 are variable, depending on the decorative object 1 to be produced, but above all depending on the layout and dimensions of the robotic arm 30. The larger these are, the larger the dimensions of the support reception 20 can be varied and large.
  • the robotic arm 30 can have as many sections as necessary or useful for the manufacture of the decorative object 1.
  • the shape and the degree of freedom of the robotic arm 30 are variable insofar as they offer the possibility to bring the extrusion head 51 to the desired height of the receiving support 20, taking into account the opening diameter of the extrusion head 51.
  • a layer of level N-1 or M-1 can of course correspond to the receiving support 20 in the case where no bead is extruded under a layer of level N or M.
  • the extrusion head 51 can be equipped with the shutter 510 and at the same time have the tilt capacity defined in the second embodiment.
  • the use of the verb "to comprise”, “to understand” or “to include” and of its conjugated forms does not exclude the presence of other elements or other steps than those set out in a claim.

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Abstract

L´invention concerne un Procédé de fabrication d´un objet décoratif (1) formé par l´extrusion à chaud d´au moins un cordon (C) d´une composition à base polymère, comportant les étapes suivantes : passage d´une composition à base polymère dans une filière d´extrusion depuis une entrée d´alimentation en ladite composition jusqu´à une tête d´extrusion déplaçable de laquelle sort le cordon (C) extrudé, une première couche de cordon extrudé étant déposée sur un support de réception (20), déplacement de la tête d´extrusion selon une trajectoire d´extrusion prédéfinie, de sorte que l´objet décoratif (1 ) présente des couches d´au moins un cordon (C) extrudé empilées les unes au-dessus des autres, lesdites couches étant parallèles au support de réception (20) et définissant des niveaux d´extrusion (Ni), l´extrusion est réalisée de sorte que l´objet décoratif (1 ) comprend au moins une première zone (Z1) présentant un premier nombre de couches et une deuxième zone (Z2) présentant un deuxième nombre de couches différent dudit premier nombre.

Description

Description
Titre : Procédé et système de fabrication d’un objet décoratif formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon d’une composition à base polymère.
Domaine technique.
[1] L’invention a pour objet un procédé et un système de fabrication d’un objet décoratif formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon d’une composition à base polymère.
[2] L'invention se rapporte en particulier, mais non exclusivement, au domaine technique des décorations lumineuses temporaires ou permanentes, et de façon plus précise aux décorations lumineuses situées en extérieur, telles que celles installées traditionnellement pour les fêtes ou autres manifestations. L’invention peut également trouver de nombreuses autres applications, par exemple dans le domaine des décorations publicitaires ou pour l’animation de vitrines commerciales.
État de la technique.
[3] On connaît par les documents brevets FR3075313 et FR3069800, au nom de la demanderesse, un procédé de fabrication d’un objet décoratif formé par l’extrusion à chaud d’un cordon d’une composition à base polymère. Ce type de procédé est particulièrement avantageux dans la mesure où il permet d’obtenir un objet dont la forme est complexe, notamment un objet en volume et/ou avec un ou plusieurs contours courbes.
[4] Dans ce procédé, la tête d’extrusion est déplacée selon une trajectoire d’extrusion prédéfinie, de sorte que l’objet décoratif présente des couches d’un même cordon extrudé empilées les unes au-dessus des autres, lesdites couches étant parallèles à un support de réception 20 et définissant des niveaux d’extrusion. La figure 1 schématise des couches d’un cordon C qui s’empile sur quatre couches N1 , N2, N3 et N4 superposées les unes au-dessus des autres, selon le procédé décrit dans FR3075313 et FR3069800. Les flèches à droite de la figure illustrent la trajectoire de la tête d’extrusion 51. Le cordon C est déposé selon une première couche de niveau N1 sur le support 20. Pour former la couche de niveau N2, le cordon C vient se repositionner par-dessus la première couche de niveau N1 et se solidarise à celle-ci lors du refroidissement du cordon. Les autres couches de niveau N3 et N4 viennent se solidariser de la même manière à ce qui a été extrudé au préalable. L’objet 1 est donc réalisé par un seul et même cordon C que l’on extrude selon une trajectoire dans l’espace et qui s’empile par couches successives.
[5] La figure 2 illustre un exemple d’objet décoratif 1 fabriqué selon un procédé décrit dans les documents FR3075313 et FR3069800. Cet objet consiste en une structure de décor lumineux représentant un flocon de neige stylisé installé sur une volute. Une guirlande lumineuse 100 est installée sur chacune des branches 1a, 1 b de la volute. Selon l’enseignement des documents FR3075313 et FR3069800, le flocon de neige et les branches 1a, 1b de la volute présentent le même nombre de couches de cordon extrudé (par exemple quatre couches selon le mode de réalisation de la figure 1 ).
[6] Cela n’est pas totalement satisfaisant dans la mesure où le temps de fabrication de l’objet peut être relativement long et la quantité de matière utilisée relativement importante, selon le nombre de couches empilées.
[7] L’invention vise à remédier à cet état des choses. Aussi, un objectif de l’invention est de proposer un procédé permettant de fabriquer plus rapidement un objet décoratif par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon. Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé qui permette de réduire la quantité de matière utilisée pour la fabrication de l’objet décoratif, en comparaison des procédés de l’art antérieur. Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé de fabrication d’un objet décoratif formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon d’une composition à base polymère, qui soit rapide, simple à mettre en œuvre et peu onéreux.
Présentation de l’invention.
[8] La solution proposée par l’invention est un procédé de fabrication d’un objet décoratif formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon d’une composition à base polymère, comportant les étapes suivantes : - passage d’une composition à base polymère dans une filière d’extrusion depuis une entrée d’alimentation en ladite composition jusqu’à une tête d’extrusion déplaçable de laquelle sort le cordon extrudé, une première couche de cordon extrudé étant déposée sur un support de réception,
- déplacement de la tête d’extrusion selon une trajectoire d’extrusion prédéfinie, de sorte que l’objet décoratif présente des couches d’au moins un cordon extrudé empilées les unes au-dessus des autres, lesdites couches étant parallèles au support de réception et définissant des niveaux d’extrusion Ni.
[9] Ce procédé est remarquable en ce que l’extrusion est réalisée de sorte que l’objet décoratif comprend au moins une première zone présentant un premier nombre de couches et une deuxième zone présentant un deuxième nombre de couches différent dudit premier nombre.
[10] Un objet décoratif comprenant différentes zones présentant chacune un nombre différent de couches est particulièrement avantageux. Cela permet d’ajuster le nombre de couches aux zones de contrainte. En effet, l’objet 1 est susceptible de subir des contraintes de nature et/ou d’intensité différentes dans ses différentes zones. Dans l’exemple de la figure 2, les branches 1a et 1b des volutes peuvent subir des contraintes mécaniques plus importantes que le flocon de neige. Il est alors judicieux de renforcer la rigidité de la volute en augmentant le nombre de couches et/ou d’abaisser le nombre de couches dans la zone du flocon. La zone de la volute peut ainsi être constituée de quatre couches et la zone du flocon de deux couches seulement. On peut alors réduire le nombre de couches dans certaines zones de l’objet de sorte que le gain en termes de temps de fabrication et de matière est significatif.
[11] On entend par l’expression « objet décoratif » un objet qui présente comme finalité la décoration esthétique d’un endroit, intérieur ou extérieur. Bien entendu, cet objet décoratif peut être associé à un ou plusieurs autres éléments visuels tels que par exemple des guirlandes ou des lumières et dans ce cas l’objet décoratif sert également de support pour ces éléments associés à l’objet décoratif. [12] D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci- dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
- Selon un mode de réalisation, le premier nombre de couches dans la première zone est supérieur ou égal à 1 , et le deuxième nombre de couches dans la deuxième zone est supérieur ou égal à 3.
- Selon un premier mode de réalisation, le procédé comprend une étape consistant à équiper la tête d’extrusion d’un obturateur mobile entre une position ouverte autorisant la sortie du cordon de ladite tête et une position fermée empêchant la sortie du cordon de ladite tête.
- Selon une caractéristique avantageuse du premier mode de réalisation, pour extruder une couche de niveau N dans la première zone depuis une couche de niveau M dans la deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+1 , les étapes suivantes sont réalisées : - placer l’obturateur en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau M dans la deuxième zone ; - déplacer la tête d’extrusion depuis la deuxième zone vers une position d’extrusion située en vis-à-vis d’une couche de niveau N-1 de la première zone, l’obturateur étant maintenu dans la position fermée ; - lorsque la tête d’extrusion est positionnée dans la position d’extrusion de la première zone, placer l’obturateur en position ouverte et extruder la couche de niveau N en la déposant sur la couche de niveau N-1 de ladite première zone.
- Selon une caractéristique avantageuse du premier mode de réalisation, pour extruder une couche de niveau N dans la deuxième zone depuis une couche de niveau M dans ladite deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+2, les étapes suivantes sont réalisées : - placer l’obturateur en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau M ; - déplacer la tête d’extrusion vers une position d’extrusion située en vis-à- vis d’une couche de niveau N-1 de ladite deuxième zone, l’obturateur étant maintenu dans la position fermée ; - lorsque la tête d’extrusion est positionnée dans la position d’extrusion de la deuxième zone, placer l’obturateur en position ouverte et extruder la couche de niveau N en la déposant sur la couche de niveau N-1 de ladite deuxième zone.
- Selon une caractéristique avantageuse du premier mode de réalisation, pour extruder une couche de niveau M dans la deuxième zone depuis une couche de niveau N dans ladite deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+2, les étapes suivantes sont réalisées : - placer l’obturateur en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau N ; - déplacer la tête d’extrusion vers une position d’extrusion située en vis-à- vis d’une couche de niveau M-1 de la deuxième zone, l’obturateur étant maintenu dans la position fermée ; - lorsque la tête d’extrusion est positionnée dans la position d’extrusion de la deuxième zone, placer l’obturateur en position ouverte et extruder la couche de niveau M en la déposant sur la couche de niveau M-1 de ladite deuxième zone.
- Selon un deuxième mode de réalisation, le procédé comprend une étape consistant à solidariser la tête d’extrusion à un bras de manipulation robotisé de sorte que ladite tête puisse être inclinée d’un angle compris entre 0° et 90° par rapport à une normale du support de réception.
- Selon une caractéristique avantageuse du deuxième mode de réalisation, au moins dans la deuxième zone les couches sont extrudées de manière à présenter des bordures adjacentes et dans lequel pour extruder une couche de niveau N dans la deuxième zone depuis une couche de niveau M dans ladite deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+2, les étapes suivantes sont réalisées :- après la fin de l’extrusion de la couche de niveau M, orienter la tête d’extrusion perpendiculairement aux bordures ; - déplacer la tête d’extrusion de manière à extruder un cordon le long des bordures, depuis la couche de niveau M, jusqu’à atteindre une position d’extrusion de la couche de niveau N, laquelle position est située en vis-à-vis d’une couche de niveau N-1 de la deuxième zone ; -orienter la tête d’extrusion perpendiculairement à la couche de niveau N-1 et extruder la couche de niveau N en la déposant sur ladite couche de niveau N-1.
- Selon un mode de réalisation, la tête d’extrusion présente un diamètre D d’extrusion, l’extrusion d’une couche de niveau N étant réalisée en déposant un cordon sur une couche de niveau N-1 , ladite tête étant placée à une distance H de ladite couche de niveau N-1 , H étant égal à D +/- 10%.
[13] Un autre aspect de l’invention concerne un système de fabrication d’un objet décoratif formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon d’une composition à base polymère, comportant :
- une filière d’extrusion disposant à une extrémité d’une entrée d’alimentation et à l’autre extrémité d’une tête d’extrusion, ladite filière étant alimenté avec au moins une composition à base polymère sortant sous la forme d’un cordon extrudé par ladite tête d’extrusion,
- un support de réception sur lequel est déposée une première couche de cordon extrudé,
- la tête d’extrusion est déplaçable selon une trajectoire d’extrusion prédéfinie, de sorte que l’objet décoratif présente des couches d’au moins un cordon extrudé empilées les unes au-dessus des autres, lesdites couches étant parallèles au support de réception et définissant des niveaux d’extrusion,
- une unité de gestion détermine la trajectoire de la tête d’extrusion de sorte que l’extrusion soit réalisée pour que l’objet décoratif comprenne au moins une première zone présentant un premier nombre de couches et une deuxième zone présentant un deuxième nombre de couches différent dudit premier nombre.
Brève description des fiqures.
[14] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
[Fig. 1] précitée schématise un empilement de couches d’un cordon extrudé.
[Fig. 2] précitée est une vue schématique d’un objet décoratif.
[Fig. 3] schématise un premier exemple d’empilement de couches dans deux zones distinctes d’un objet décoratif obtenu selon un procédé conforme à l’invention.
[Fig. 4] schématise un deuxième exemple d’empilement de couches dans deux zones distinctes d’un objet décoratif obtenu selon un procédé conforme à l’invention.
[Fig. 5] schématise un troisième exemple d’empilement de couches dans deux zones distinctes d’un objet décoratif obtenu selon un procédé conforme à l’invention.
[Fig. 6] schématise un quatrième exemple d’empilement de couches dans deux zones distinctes d’un objet décoratif obtenu selon un procédé conforme à l’invention.
[Fig. 7] est une vue de côté d’un système de fabrication conforme à la présente invention.
[Fig. 8] est une vue de dessus du système visible sur la figure 7.
[Fig. 9] est une autre vue de côté du système visible sur la figure 7.
[Fig. 10] est une vue en perspective du système visible sur la figure 7.
[Fig. 11] est une variante de réalisation d’un système de fabrication conforme à la présente invention.
Description des modes de réalisation.
[15] Le procédé et le système objet de l’invention permettent de réaliser des objets décoratifs, notamment des supports de décors tels que des décors lumineux.
Ces décors comportent chacun un objet rigide formant cadre support, et sur laquelle est installée une ou plusieurs guirlandes lumineuses. [16] Sur la figure 2 et comme indiqué précédemment, l’objet décoratif 1 consiste en un flocon de neige stylisé installé sur une volute. À titre d’exemple, sa longueur est comprise entre 50 centimètres (cm) et deux mètres tandis que sa largeur est comprise entre vingt centimètres et un mètre. Un tel objet est formé de différentes couches de cordon(s) extrudé(s), et ces cordons extrudés présentent tous une épaisseur sensiblement identique, préférentiellement comprise entre 3 mm et 10 mm. Cet objet 1 peut être attaché à un câble ou fixé à un poteau ou un mur pour une installation extérieure, par exemple dans une rue ou sur la façade d’un monument, ou encore à l’intérieur d’une habitation.
Une ou plusieurs guirlandes lumineuses 1000 peuvent être fixées sur cet objet 1 , par exemple au moyen d’attaches rapides, telles que des colliers de serrage du type Rislan®.
Choix de la composition à base polymère.
[17] Conformément à l’invention, l’objet 1 est obtenu par l’extrusion à chaud d’une composition à base polymère. Selon un mode de réalisation, cette composition consiste en une matrice polymère comportant au moins 70% en poids, avantageusement au moins 95% en poids, d’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), d’acide polylactique (polyester PLA) ou de polycarbonate (PC).
[18] Selon un autre mode de réalisation, la composition à base polymère consiste en du polyéthylène téréphtalate (PET) recyclé, ou un mélange de PET recyclé et de PET non recyclé. On entend par l’expression « mélange de PET recyclé et de PET non recyclé » un mélange à base de polyéthylène téréphtalate recyclé, par exemple issu du recyclage de bouteilles, incorporant ou incluant un ajout de PET non recyclé, c’est-à-dire non issu d’un processus de recyclage, provenant d’une synthèse directe de polyéthylène téréphtalate. L’utilisation de PET recyclé permet de recycler une partie de ce plastique abondamment utilisé à l’heure actuelle, notamment dans les bouteilles. Ainsi, on peut créer un objet décoratif, facile à produire, et vertueux au regard des considérations écologiques. Ce PET non recyclé peut consister en du PET dit « vierge » ou du PET-G, Polyéthylène Téréphtalate modifié glycol (« polyethylene terephthalate glycol-modified ») et ce PET non recyclé peut présenter en tout ou partie du PET vierge et/ou du PET-G. Autrement dit, le PET non recyclé peut consister lui-même en un mélange PET, typiquement un mélange de PET et de PET-G, ou consister intégralement en du PET-G. Selon un mode de réalisation avantageux, un mélange de PET recyclé et de PET (non recyclé) présente au moins 50% en poids de PET recyclé, préférentiellement au moins 70% en poids de PET recyclé. Et selon un mode préféré de réalisation, la composition présente au moins 99% en masse de PET et les quantités résiduelles suivantes :
- au plus 50 ppm de Polychlorure de vinyle, avantageusement au plus 10 ppm de Polychlorure de vinyle.
- au plus 100 ppm d’eau, avantageusement d’au plus 10 ppm d’eau, et
- au plus 30 ppm de Polyéthylène.
[19] Le restant inférieur à 1% en poids de la composition polymère peut consister en un polyester tel que par exemple un PLA (polymère d’acide polylactique) ou un PCL (Polycaprolactone).
[20] La teneur en eau est déterminée par un titrage Karl Fischer tandis que la teneur en PVC (Polychlorure de vinyle) et en PE (Polyéthylène) peuvent être obtenue par différents procédés connus de l’homme du métier et qui donnent des résultats identiques ou quasi-identiques, en particulier l’ASTM D5991-17 (procédé C ou D) de 2017 pour le PVC et l’ISO 11542-1 de 2001 ou encore l’ISO 1133-1 de 2011 pour le PE.
[21 ] De telles compositions à base polymère permettent d’obtenir un objet décoratif 1 avec de très bonnes qualités esthétiques et mécaniques (notamment en termes de retrait, de Module d’Yong et d’élongation à la rupture), et des propriétés physico chimiques optimums pour les usages variés, dans un environnement souvent très rigoureux.
[22] La composition pourra comprendre un certain(s) nombre(s) d’additif(s) ou de composant(s) destiné(s) à conférer des propriétés particulières additionnelles et/ou à améliorer les propriétés intrinsèques de la composition. Ces additifs ou composants sont présents dans le mélange « composition à base polymère - additif/composant » à hauteur d’au plus 40% en poids dudit mélange, préférentiellement d’au plus 10% en poids dudit mélange, et très préférentiellement d’au plus 5% en poids dudit mélange. Cet additif peut consister en des plastifiants, des promoteurs d’adhésion, des stabilisants/absorbeurs d’UV, des antioxydants, des retardateurs de flamme, de pigments/colorants/azurants et/ou de charges. Ainsi, préalablement à l’étape d’extrusion des cordons, on peut mélanger la composition à base de polymère selon l’invention avec au moins un additif de manière à former un mélange final, présentant des propriété(s) et/ou fonction(s) additionnelle(s).
[23] Lorsque l’objet décoratif est destiné à rester en extérieur pendant une longue période dans des régions ensoleillées du globe, le rayonnement UV (Ultra-Violet) est susceptible d’entraîner un léger jaunissement de la composition à base de polymère utilisée de sorte que des stabilisants UV et des absorbeurs UV tels que le benzotriazole, le benzophénone et les autres amines encombrés, peuvent avantageusement être ajoutés afin d’assurer la transparence ou une coloration invariante de l’objet décoratif durant toute sa durée de vie. Ces composés peuvent être par exemple à base de benzophénone ou de benzotriazole. On peut les ajouter dans des quantités inférieures à 10% en masse de la masse totale de la composition et préférentiellement de 0,1 à 5%.
Description du système de fabrication.
[24] Les figures 7 à 11 s’attachent à montrer les éléments d’un système de fabrication d’un objet décoratif à partir d’au moins un cordon extrudé de la composition à base polymère précitée. Ces éléments permettent la mise en œuvre du procédé selon l’invention de sorte qu’une caractéristique liée au système trouve à s’appliquer au procédé, et inversement.
[25] Pour faire fondre la composition, une filière d’extrusion 50 la chauffe. Un cordon sort alors de la tête d’extrusion 51 en milieu ambiant. L’extrusion se faisant en milieu ambiant et non pas en atmosphère contrôlée et/ou dans une enceinte fermée, les paramétrages liés aux températures d’extrusion et de refroidissement décrits plus avant dans la description sont particulièrement complexes à maîtriser pour assurer une bonne répétabilité du procédé à un niveau industriel.
[26] Il est avantageux de régler la température de chauffage de manière à ce que le cordon ne sorte pas en fusion, ou dans un état liquide, mais plutôt dans un état pâteux. [27] Pour la composition à matrice polymère précitée, les meilleurs résultats pour industrialiser le procédé sont obtenus lorsque la température du cordon extrudé, à la sortie de la tête d’extrusion 51, est comprise entre 180°C et 260°C, préférentiellement entre 200°C et 240°C. Pour une composition comprenant du polyéthylène téréphtalate (PET) recyclé, ou un mélange de PET recyclé et de PET non recyclé, les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la température du cordon extrudé, à la sortie de la tête d’extrusion 51, est comprise entre 200°C et 300°C, préférentiellement entre 200°C et 230°C et très préférentiellement à 215°C (+/- 5°C).
[28] Le cordon extrudé présente avantageusement une largeur comprise entre 5 mm et 10 mm, préférentiellement entre 6 mm et 8 mm, et très préférentiellement de 7 mm (+/- 0,5 mm). Et avantageusement une hauteur comprise entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 3 mm et 5 mm, et très préférentiellement de 4 mm (+/- 0,5 mm). Lorsque le cordon sort de la tête d’extrusion 51, il présente une section circulaire, mais suite à sa dépose sur le support de réception 20, il s’aplatit pour présenter in fine une largeur plus importante que sa hauteur, selon les données présentées ci-dessus.
[29] Un tel cordon est ainsi relativement fin tout en étant suffisamment mécaniquement résistant. La largeur et/ou la hauteur du cordon extrudé dépendent notamment du diamètre d’ouverture de la tête d’extrusion 51 et de la distance ou hauteur à laquelle ladite tête d’extrusion se situe de la surface du support de réception 20 (pour la première couche) ou de la dernière couche de cordons extrudée (pour une structure multicouche). On obtient un cordon ayant une très bonne tenue mécanique lorsque la distance ou hauteur d’extrusion correspond (au moins sensiblement, par exemple +/- 10%) au diamètre d’ouverture de la tête d’extrusion 51. La hauteur du cordon correspond alors à la hauteur d’extrusion. Le diamètre d’ouverture de la tête d’extrusion 51 est préférentiellement fixe, mais peut être variable pendant la durée d’extrusion de l’objet 1. Dans l’hypothèse où ce diamètre d’ouverture est variable ou différent au cours de la fabrication de l’objet décoratif 1 , le rapport préféré défini précédemment entre la distance ou hauteur d’extrusion et le diamètre d’ouverture de la tête d’extrusion, reste valable. Ainsi, si on modifie le diamètre d’ouverture au cours de la fabrication, alors la distance ou hauteur d’extrusion est modifiée en conséquence.
[30] De manière générale et de façon préférée, si la tête d’extrusion 51 présente un diamètre D d’extrusion, l’extrusion d’une couche de niveau N est réalisée en déposant un cordon sur une couche de niveau N-1 , ladite tête étant placée à une distance H de ladite couche de niveau N-1, H étant égal à D +/- 10%.
[31 ] Selon un mode de réalisation, la tête d’extrusion 51 est solidarisée à un moyen de déplacement. Sur la figure 7, ce moyen de déplacement est un bras de manipulation robotisé 30. La tête d’extrusion 51 est solidarisée à ce bras robotisé 30, qui la déplace longitudinalement, transversalement et éventuellement verticalement. Le bras 30 est un bras articulé à 3 axes ou, préférentiellement, un bras articulé à 6 axes.
[32] Un tel bras articulé permet de déplacer en translation la tête d’extrusion 51 selon les axes X (abscisse), Y (ordonnée) et Z (côte) d’un repère cartésien, ou repère orthonormé. La tête d’extrusion 51 reste orientée verticalement, pour garder la direction d’extrusion perpendiculaire à la surface du support de réception 20 et/ou perpendiculaire à une couche de niveau. Un bras articulé 3 axes permet de réaliser des objets relativement complexes, en 2D ou 3D, avec un ou plusieurs contours courbes, comme celle illustrée sur la figure 1. Un bras articulé 6 axes, en plus des translations précitées, permet en outre une rotation de la tête d’extrusion 51 selon chacun des axes X, Y et Z. La tête d’extrusion 51 peut ainsi être orientée dans n’importe quelle position, ce qui est un avantage comme expliqué plus avant dans la description.
[33] Dans l’exemple des figures 7 à 10, le bras robotisé 30 comprend : une base 32 montée mobile en rotation selon un axe vertical sur un socle 35 ; un bras principal 31 monté mobile en rotation selon un axe horizontal sur la base 32 ; un avant-bras 33 monté mobile en rotation selon un axe horizontal sur le bras principal 31. Une articulation permet d’assembler une tête d'accouplement 34 à l'extrémité de distale l’avant-bras 33, laquelle tête coopère avec un organe d'accouplement 30 de la filière d’extrusion 50. Les liaisons entre la base 30 et le socle 35, entre le bras principal 31 et la base 35, entre l’avant-bras 33 et le bras principal 31 , et entre l’avant-bras 33 et la tête d'accouplement 34, forment les articulations du bras robotisé 30.
[34] Les dimensions du bras principal 31 et de l’avant-bras 33 sont adaptées à l’usage du bras robotisé 30, c’est-à-dire à la fabrication de l’objet 1 sur le support de réception 20.
[35] Des moyens d'actionnement, du type vérins et/ou moteurs rotatifs, disposés au niveau de ces articulations, produisent des mouvements de translation et éventuellement de rotation de la tête d’extrusion 51.
[36] La direction et la vitesse de déplacement du bras robotisé 30 sont pilotées par une unité de gestion électronique. Cette unité de gestion se présente notamment sous la forme d’un ordinateur portable ou fixe, pourvu notamment d’un processeur, microprocesseur ou CPU (pour Central Processing Unit) et d’une mémoire, dans laquelle est enregistré un logiciel dont les instructions, lorsqu’elles sont exécutées par le processeur, microprocesseur ou CPU, permettent de commander le déplacement de la tête d’extrusion 51 dans l’espace. Le terme « logiciel » peut être compris comme : application informatique, programmes informatiques ou software. Par souci de clarté, il faut comprendre au sens de l’invention que « le bras robotisé 30 fait quelque chose » signifie « le logiciel exécuté par le processeur, microprocesseur ou CPU de l’unité de gestion électronique fait quelque chose ». En particulier, les instructions du logiciel permettent de réaliser les opérations d’extrusion en couches du procédé selon l’invention.
[37] Selon un mode de réalisation, le bras robotisé 30 est piloté de sorte que la vitesse de déplacement de la tête d’extrusion 51 soit compris entre 50 mm/s et 110 mm/s, cette vitesse dépendant notamment de la viscosité du cordon extrudé. Une vitesse de déplacement comprise entre 50 mm/s et 60 mm/s est préférée, cette plage de vitesse permettant d’obtenir un cordon d’aspect lisse particulièrement esthétique, notamment lorsque sa viscosité en sortie de la tête d’extrusion 51 est comprise entre 400 et 450 Pascal par seconde définie selon la norme ISO 11443.
[38] L’unité de gestion électronique gère aussi la filière d’extrusion 50, c’est-à-dire en particulier l’alimentation en composition à base polymère et le débit d’extrusion. [39] Le déplacement de la tête d’extrusion 51 selon une trajectoire prédéfinie, permet de fabriquer un objet 1 par ajout de matière (fabrication additive), et plus particulièrement par un ou plusieurs cordons de matière thermoplastique extrudée qui, le cas échéant, s’empile en couches. Ces couches peuvent être empilées les unes au-dessus des autres et éventuellement accolées les unes à côté des autres. Cet empilement crée le volume de l’objet. La trajectoire de la tête d’extrusion 51 selon les axes X et Y, et éventuellement Z, permet de réaliser les contours courbes de l’objet 1.
[40] Selon un mode de réalisation, un concepteur dessine l’objet 1 grâce à un outil de conception assistée par ordinateur (CAO). Le fichier obtenu est traité par le logiciel enregistré dans la mémoire de l’unité de gestion, qui organise la trajectoire de la tête d’extrusion 51 pour la réalisation de l’objet 1. Le bras robotisé 30 est piloté selon cette trajectoire, de sorte que l’extrusion est réalisée jusqu'à obtenir l’objet 1 final. L’objet 1 est ainsi obtenu de manière rapide, précise et avec une répétabilité optimale. Lorsque l’objet 1 comprend une pluralité de couches de cordons extrudés, chaque couche successive, après la première couche, forme alors le support de réception de la couche de cordon extrudé suivante.
[41] La figure 11 illustre une variante de réalisation où la tête d’extrusion 51 est solidarisée à un chariot 8 qui est mobile selon les axes X, Y et Z d’un repère cartésien. Le chariot 8 est par exemple monté mobile sur une première glissière - ou rail - 80 d’axe X. Cette première glissière est elle-même montée mobile sur une seconde glissière 81 d’axe Y. Un mécanisme d’entrainement, par exemple du type à crémaillère ou à vérin, piloté par l’unité de gestion précitée, permet de translater le chariot 8 sur la première glissière 80, et de translater ladite première glissière sur la seconde glissière 81. On peut ainsi déplacer longitudinalement et transversalement la tête d’extrusion 51 par rapport à la surface du support 20. Le déplacement vertical de la tête d’extrusion 51 (selon l’axe Z) est rendu possible en montant la seconde glissière 81 mobile en translation sur des guides verticaux 83. Un mécanisme d’entrainement, par exemple du type à crémaillère ou à vérin, piloté par l’unité de gestion précitée, permet de translater la seconde glissière 81 le long des guides verticaux 83. Un résultat similaire est obtenu en solidarisant la tête d’extrusion 51 à un pont roulant. [42] Selon une autre variante de réalisation, la tête d’extrusion 51 est fixe et c’est le support 20 qui est déplacé. C’est dans ce cas le support 20 qui est solidarisé à un moyen de déplacement du type bras robotisé 30 ou chariot 8 précité, le déplacement dudit plateau étant piloté par l’unité de gestion.
[43] Selon un mode préféré de réalisation, le cordon extrudé est déposé sur le support de réception 20 (ou sur une couche inférieure) par l’effet de la gravitation. On doit noter ici que l’expression « effet de la gravitation » concernant le cordon extrudé renvoie au fait que le déplacement du cordon extrudé, depuis sa sortie de la tête d’extrusion 51 jusqu’au support de réception 20, est principalement contraint ou dirigé par le poids dudit cordon. Cet effet est rendu possible en particulier par le fait que la tête d’extrusion 51 est disposée ou orientée verticalement, autrement dit dans la direction d’application de la force gravitationnelle. Bien entendu, il faut considérer également la poussée exercée par la filière d’extrusion 50 sur le cordon extrudé, autrement dit l’énergie cinétique de ce dernier en sortie de la tête d’extrusion 51 , mais cette force ou cette énergie cinétique est également orientée dans la direction, et le sens, de la force gravitationnelle.
Description du support de réception
[44] Comme on peut le voir notamment sur la figure 4, dans l’exemple choisi pour illustrer l’invention, ce support de réception 20 se présente sous la forme d’un L, avec deux portions rectangulaires 21 , 22 de forme et de dimensions sensiblement identiques s’étendant perpendiculairement l’une par rapport à l’autre. Ces deux portions rectangulaires 21, 22 forment chacune les portions d’extrémités du support de réception 20 tandis qu’une portion carrée 23 est disposée à l’angle de jonction formé entre ces deux portions d’extrémités 21, 22. À titre d’exemple, les portions d’extrémités 21, 22, rectangulaires, présentent une longueur comprise entre 50 cm et 2 m et une largeur comprise entre 50 cm et 150 cm. La portion de jonction 23 est un carré d’une longueur comprise entre 50 cm et 150 cm, étant considéré que la largeur des portions d’extrémités 21, 22 est avantageusement égale à la longueur du côté de la portion de jonction 23 de manière à ce que les bords d’extrémités du support de réception 20 soient bien continus et essentiellement linéaires ou rectilignes. [45] Selon un mode de réalisation, ce support de réception 20 présente une épaisseur comprise entre 5 mm et 30 cm. Des fonctions secondaires de ce support de réception 20 consistent à réceptionner le cordon extrudé sans que ce dernier n’adhère au support de réception 20, ni bien entendu ne soit déformé ou dégradé par ce dernier.
[46] Considérant ce support de réception 20, un aspect important réside dans sa localisation autour du bras robotisé 30, ou au moins en partie autour de ce bras robotisé 30. Ainsi, ici le support de réception 20 présente une forme générale en L, le bras robotisé 30 étant situé à proximité de la portion de jonction 23 sensiblement à égale distance des portions d’extrémité 21 , 22. On peut également prévoir que le support de réception 20 se présente sous la forme générale d’un cadre carré ou circulaire entourant le bras robotisé 30, ce dernier étant complètement entouré ou ceinturé par le support de réception 20. Enfin, le support de réception 20 peut présenter une forme générale en I ou encore une forme générale en U avec trois côtés entourant le bras robotisé 30.
[47] Selon un mode de réalisation, le support de réception 20 est monté sur un piétement de surélévation 40 qui permet de placer le support de réception 20 à une hauteur du sol comprise entre vingt centimètres et un mètre, de manière à s’adapter aux dimensions du bras robotisé 30 et à faciliter la prise et la manutention de l’objet 1 réalisée sur le support 20.
[48] Le support 20 peut intégrer un circuit de refroidissement ou de chauffage 200 visible sur la figure 8, et qui va permettre de refroidir ou de chauffer ledit support.
Description du procédé de fabrication selon l’invention.
[49] Selon l’invention, l’extrusion est réalisée de sorte que l’objet décoratif 1 comprend au moins une première zone présentant un premier nombre de couches et une deuxième zone présentant un deuxième nombre de couches différent dudit premier nombre. L’invention n’est pas limitée à un objet présentant deux zones distinctes, l’objet pouvant comprendre un nombre supérieur de zones présentant chacune un nombre de couches qui lui est propre.
[50] Sur la figure 3, l’objet 1 comprend une première zone Z1 présentant deux couches N1 , N2 et une deuxième zone Z2 présentant quatre couches N1 , N2, N3, N4. Chaque couche étant parallèles au support de réception 20 et définissant un niveau d’extrusion. Les flèches de la figure 3 illustrent la trajectoire de la tête d’extrusion 51.
[51] Selon un mode de réalisation, le nombre de couches dans la première zone Z1 est supérieur ou égal à 1 , par exemple compris entre 1 et 4. Et le nombre de couches dans la deuxième zone Z2 est supérieur ou égal à 3, par exemple compris entre 3 et 10. Ces zones sont définies notamment en fonction des contraintes mécaniques auxquelles sera soumis l’objet 1 lors de son usage et/ou lors de son transport. Les zones les plus contraintes auront davantage de couches que les zones moins contraintes de façon à leur conférer davantage de rigidité. Dans l’exemple de la figure 3, la zone Z2 sera plus contrainte que la zone Z1 de sorte que le nombre de couches dans ladite deuxième zone est supérieur à celui dans ladite première zone.
[52] Sur la figure 4, la première zone Z1 présente trois couches N1 , N2, N3 et la deuxième zone Z2 présente quatre couches N1 , N2, N3, N4. Les flèches de la figure 4 illustrent la trajectoire de la tête d’extrusion 51. On commence par extruder les deux premières couches N1 et N2 dans la première zone 1 et dans la deuxième zone Z2, puis on extrude les couches N3 et N4 dans ladite seconde zone pour enfin extruder la troisième couche N3 dans ladite première zone. En pratique, cette trajectoire peut typiquement être déterminée par l’unité de gestion afin d’optimiser les déplacements de la tête d’extrusion.
[53] Avec le procédé décrit dans les documents FR3075313 et FR3069800, l’extrusion de la couche N4 dans la seconde zone Z2 puis le l’extrusion de la couche N3 dans la première zone Z1 peut être complexe. En effet, l’extrusion d’une couche ne se fait qu’en déposant le cordon sur une couche de niveau inférieur. Par exemple, une couche de niveau M dans la seconde zone Z2 (ex : N4) ne peut être extrudée que sur une couche de niveau M-1 (ex : N3) dans ladite seconde zone. Il n’est pas possible de passer directement d’une couche de niveau M (ex : N4) à une couche de niveau M-2 (ex : N2). En effet, si la hauteur d’extrusion devient trop importante (notamment supérieure au diamètre de la tête d’extrusion et/ou supérieure à l’épaisseur du cordon), le cordon tombe de trop haut et s’étale ou forme des ondulations, ce qui n’est pas esthétiquement acceptable.
[54] Ainsi, en appliquant le procédé décrit dans les documents FR3075313 et FR3069800, l’extrusion de la couche N3 dans la première zone Z1 suite à l’extrusion de la couche N4 dans la deuxième zone Z2 est réalisée de la façon suivante. Depuis la couche N4, le cordon est extrudé sur la couche N3, puis sur la couche N2 de ladite deuxième zone. Il doit ensuite atteindre la couche de niveau N2 dans la première zone Z1 pour enfin être extrudé de façon à créer la couche N3 dans ladite première zone. Cela contribue à augmenter le temps d’extrusion et la quantité de matière. Des caractéristiques préférées de l’invention permettent de résoudre ce problème.
Premier mode de réalisation
[55] Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 5, la tête d’extrusion 51 est équipée d’un obturateur 510 mobile entre une position ouverte autorisant la sortie du cordon de ladite tête et une position fermée empêchant la sortie du cordon de ladite tête. Le déplacement de l’obturateur 510 est piloté par l’unité de gestion. On peut par exemple utiliser un obturateur à guillotine.
[56] L’extrusion de la couche N3 dans la première zone Z1 suite à l’extrusion de la couche N4 dans la deuxième zone Z2 est alors réalisée de la façon suivante. On place l’obturateur 510 en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau N4 dans la deuxième zone Z2. On déplace ensuite la tête d’extrusion 51 depuis la deuxième zone Z2 vers une position d’extrusion située en vis-à-vis de la couche de niveau N2 de la première zone Z1. Lorsque la tête d’extrusion 51 est positionnée dans la position d’extrusion de la première zone Z1 , l’obturateur 510 est placé en position ouverte et on extrude la couche de niveau N3 en la déposant sur la couche de niveau N2 de ladite première zone. On peut donc déplacer directement la tête d’extrusion de la couche N4 de la deuxième zone Z2 vers la position d’extrusion située dans la première zone, sans avoir à repasser par les niveaux intermédiaires et sans avoir à extruder de cordon. Le temps d’extrusion et la quantité de matière sont donc fortement réduits. [57] Sur la figure 5, la première zone Z1 présente deux couches N1 , N2 et la deuxième zone Z2 présente quatre couches N1 , N2, N3, N4, plus une deuxième couche de niveau N2 référencée N2’. Les flèches de la figure 5 illustrent la trajectoire de la tête d’extrusion 51 déterminée par l’unité de gestion afin d’optimiser les déplacements de la tête d’extrusion 51. On commence par extruder une première couche N1 dans la deuxième zone Z2, puis une première couches N1 et N2 dans la première zone 1 et dans la deuxième zone Z2, puis on extrude les couches N3 et N4 dans ladite seconde zone pour enfin extruder la couche N2’ dans ladite deuxième zone.
[58] L’extrusion de la couche N2’ est réalisée de la façon suivante. On place l’obturateur 510 en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau N4 dans la deuxième zone Z2. On déplace ensuite la tête d’extrusion 51 vers une position d’extrusion située en vis-à-vis de la couche de niveau N1 de la deuxième zone Z2, l’obturateur 510 étant maintenu dans la position fermée. Lorsque la tête d’extrusion 51 est positionnée dans la position d’extrusion, l’obturateur 510 est placé en position ouverte et on extrude la couche de niveau N2’ en la déposant sur la couche de niveau N1 de la deuxième zone Z2.
[59] Des étapes similaires sont mises en œuvre si après avoir extrudé la couche N2’, on devait extruder une couche de niveau N5 dans la deuxième zone Z2. On place l’obturateur 510 en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche N2’. On déplace ensuite la tête d’extrusion 51 vers une position d’extrusion située en vis-à-vis de la couche de niveau N4 de la deuxième zone Z2, l’obturateur 510 étant maintenu dans la position fermée. Lorsque la tête d’extrusion 51 est positionnée dans la position d’extrusion, l’obturateur 510 est placé en position ouverte et on extrude la couche de niveau N5 en la déposant sur la couche de niveau N4 de la deuxième zone Z2.
Deuxième mode de réalisation
[60] Selon un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 6, la tête d’extrusion 51 est solidarisée au bras de manipulation précité (30) de sorte que ladite tête puisse être inclinée d’un angle « a » compris entre 0° et 90° par rapport à une normale du support de réception 20. Cela est notamment possible en utilisant un bras robotisé à 6 axes. En d’autres termes, la tête d’extrusion est capable non seulement d’extruder perpendiculairement au support 20, mais également parallèlement audit support et dans toutes les positions intermédiaires. L’orientation de la tête d’extrusion 51 est commandée par l’unité de gestion.
[61] Sur la figure 6, la première zone Z1 présente deux couches N1 , N2 et la deuxième zone Z2 présente quatre couches N1 , N2, N3, N4, plus une deuxième couche de niveau N2 référencée N2’. La trajectoire de la tête d’extrusion 51 déterminée par l’unité de gestion est telle qu’on commence par extruder une première couche N1 dans la deuxième zone Z2, puis une première couches N1 et N2 dans la première zone 1 et dans la deuxième zone Z2, puis on extrude les couches N3 et N4 dans ladite seconde zone pour enfin extruder la couche N2’ dans ladite deuxième zone. Au moins dans la deuxième zone Z2, les couches sont extrudées de manière à présenter des bordures B adjacentes.
[62] L’extrusion de la couche N2’ est réalisée de la façon suivante. On oriente la tête d’extrusion 51 perpendiculairement aux bordures B après la fin de l’extrusion de la couche de niveau N4 dans la deuxième zone Z2. On déplace ensuite la tête d’extrusion 51 de manière à extruder un cordon C’ le long des bordures B, depuis la couche de niveau N4, jusqu’à atteindre une position d’extrusion située en vis- à-vis d’une couche de niveau N1 de ladite deuxième zone. Si les bordures B sont dans un plan vertical, on extrude donc dans ce plan, c’est-à-dire perpendiculairement au support 20. De même, si les bordures B sont dans un plan incliné, on extrude dans ce plan. Lorsque la tête d’extrusion 51 est positionnée dans la position d’extrusion, on oriente la tête d’extrusion 51 perpendiculairement à la couche de niveau N1 et on extrude la couche de niveau N2’ en la déposant sur ladite couche de niveau N-1. L’objet décoratif 1 peut alors être réalisé par un seul et même cordon.
[63] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. En outre, une ou plusieurs caractéristiques et/ou étapes exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques et/ou étapes exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques et/ou étapes exposées seulement dans un autre mode de réalisation.
[64] L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. Diverses variantes peuvent être prévues, et notamment :
- Selon un mode de réalisation, seule la tête d’extrusion 51 est fixée sur le bras robotisé 30, la filière d’extrusion 50 étant déportée dudit bras.
- La forme et les dimensions du support de réception 20 sont variables, en fonction de l’objet décoratif 1 à réaliser, mais surtout en fonction de la disposition et des dimensions du bras robotisé 30. Plus ces dernières sont grandes plus les dimensions du support de réception 20 peuvent être variées et grandes.
- Le bras robotisé 30 peut présenter autant de sections que nécessaires ou utiles pour la fabrication de l’objet décoratif 1. De la même manière, la forme et le degré de liberté du bras robotisé 30 sont variables pour autant qu’ils offrent la possibilité d’amener la tête d’extrusion 51 à la hauteur souhaitée du support de réception 20, compte tenu du diamètre d’ouverture de la tête d’extrusion 51. On peut également prévoir qu’il y ait une pluralité de bras robotisé 30, par exemple au moins deux bras robotisés 30 travaillant de concert pour fabriquer un objet décoratif 1 selon l’invention.
- Une couche de niveau N-1 ou M-1 peut bien évidemment correspondre au support de réception 20 dans le cas où aucun cordon n’est extrudé sous une couche de niveau N ou M.
- La tête d’extrusion 51 peut être équipée de l’obturateur 510 et en même temps avoir la capacité d’inclinaison définie dans le deuxième mode de réalistion. [65] L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
[66] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

Revendications
[Revendication 1] ÎProcédé de fabrication d’un objet décoratif (1 ) formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon (C) d’une composition à base polymère, comportant les étapes suivantes :
- passage d’une composition à base polymère dans une filière d’extrusion (50) depuis une entrée d’alimentation en ladite composition jusqu’à une tête d’extrusion (51) déplaçable de laquelle sort le cordon (C) extrudé, une première couche de cordon extrudé étant déposée sur un support de réception (20),
- déplacement de la tête d’extrusion (51 ) selon une trajectoire d’extrusion prédéfinie, de sorte que l’objet décoratif (1) présente des couches d’au moins un cordon (C) extrudé empilées les unes au-dessus des autres, lesdites couches étant parallèles au support de réception (20) et définissant des niveaux d’extrusion (Ni),
- réaliser l’extrusion de sorte que l’objet décoratif (1) comprend au moins une première zone (Z1) présentant un premier nombre de couches et une deuxième zone (Z2) présentant un deuxième nombre de couches différent dudit premier nombre, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape consistant à équiper la tête d’extrusion (51) d’un obturateur (510) mobile entre une position ouverte autorisant la sortie du cordon de ladite tête et une position fermée empêchant la sortie du cordon de ladite tête, et en ce que ledit procédé comprend au moins l’une des opérations suivantes :
- pour extruder une couche de niveau N (N3) dans la première zone (Z1 ) depuis une couche de niveau M (N4) dans la deuxième zone (Z2), tel que M supérieur ou égal à N+1 , les étapes suivantes sont réalisées : o placer l’obturateur en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau M (N4) dans la deuxième zone (Z2), o déplacer la tête d’extrusion (51 ) depuis la deuxième zone vers une position d’extrusion située en vis-à-vis d’une couche de niveau N-1 (N2) de la première zone (Z1), l’obturateur (510) étant maintenu dans la position fermée, o lorsque la tête d’extrusion (51 ) est positionnée dans la position d’extrusion de la première zone (Z1), placer l’obturateur (510) en position ouverte et extruder la couche de niveau N (N3) en la déposant sur la couche de niveau N-1 (N2) de ladite première zone, et/ou
- pour extruder une couche de niveau N (N2’) dans la deuxième zone (Z2) depuis une couche de niveau M (N4) dans ladite deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+2, les étapes suivantes sont réalisées : o placer l’obturateur (510) en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau M, o déplacer la tête d’extrusion (51 ) vers une position d’extrusion située en vis-à-vis d’une couche de niveau N-1 (N1) de ladite deuxième zone (Z2), l’obturateur (510) étant maintenu dans la position fermée, o lorsque la tête d’extrusion (51 ) est positionnée dans la position d’extrusion de la deuxième zone (Z2), placer l’obturateur (510) en position ouverte et extruder la couche de niveau N (N2’) en la déposant sur la couche de niveau N-1 (N1) de ladite deuxième zone, et/ou
- pour extruder une couche de niveau M (N5) dans la deuxième zone (Z2) depuis une couche de niveau N (N2’) dans ladite deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+2, les étapes suivantes sont réalisées : o placer l’obturateur (510) en position fermée après la fin de l’extrusion de la couche de niveau N, o déplacer la tête d’extrusion (51 ) vers une position d’extrusion située en vis-à-vis d’une couche de niveau M-1 (N4) de la deuxième zone (Z2), l’obturateur (510) étant maintenu dans la position fermée, o lorsque la tête d’extrusion (51 ) est positionnée dans la position d’extrusion de la deuxième zone (Z2), placer l’obturateur (510) en position ouverte et extruder la couche de niveau M (N5) en la déposant sur la couche de niveau M-1 (N4) de ladite deuxième zone.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel :
- le premier nombre de couches dans la première zone (Z1 ) est supérieur ou égal à 1 ,
- le deuxième nombre de couches dans la deuxième zone (Z2) est supérieur ou égal à 3.
[Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape consistant à solidariser la tête d’extrusion (51) à un bras de manipulation robotisé (30) de sorte que ladite tête puisse être inclinée d’un angle (a) compris entre 0° et 90° par rapport à une normale du support de réception (20).
[Revendication 4] Procédé selon la revendication 3, dans lequel au moins dans la deuxième zone (Z2), les couches sont extrudées de manière à présenter des bordures (B) adjacentes et dans lequel pour extruder une couche de niveau N (N2’) dans la deuxième zone (Z2) depuis une couche de niveau M (N4) dans ladite deuxième zone, tel que M supérieur ou égal à N+2, les étapes suivantes sont réalisées :
- après la fin de l’extrusion de la couche de niveau M (N4), orienter la tête d’extrusion (51) perpendiculairement aux bordures (B),
- déplacer la tête d’extrusion (51 ) de manière à extruder un cordon (C’) le long des bordures, depuis la couche de niveau M, jusqu’à atteindre une position d’extrusion de la couche de niveau N, laquelle position est située en vis-à-vis d’une couche de niveau N-1 (N1) de la deuxième zone (Z2),
- orienter la tête d’extrusion (51 ) perpendiculairement à la couche de niveau N-1 (N1 ) et extruder la couche de niveau N (N2’) en la déposant sur ladite couche de niveau N-1.
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la tête d’extrusion (51) présente un diamètre D d’extrusion, l’extrusion d’une couche de niveau N étant réalisée en déposant un cordon sur une couche de niveau N-1 , ladite tête étant placée à une distance H de ladite couche de niveau N-1 , H étant égal à D +/- 10%. [Revendication 6] Système de fabrication d’un objet décoratif (1 ) formé par l’extrusion à chaud d’au moins un cordon (C) d’une composition à base polymère, comportant :
- une filière d’extrusion (50) disposant à une extrémité d’une entrée d’alimentation et à l’autre extrémité d’une tête d’extrusion (51), ladite filière
(50) étant alimenté avec au moins une composition à base polymère sortant sous la forme d’un cordon (C) extrudé par ladite tête d’extrusion
(51),
- un support de réception (20) sur lequel est déposée une première couche de cordon extrudé,
- la tête d’extrusion (51 ) est déplaçable selon une trajectoire d’extrusion prédéfinie, de sorte que l’objet décoratif (1) présente des couches d’au moins un cordon (C) extrudé empilées les unes au-dessus des autres, lesdites couches étant parallèles au support de réception (20) et définissant des niveaux d’extrusion (Ni),
- une unité de gestion détermine la trajectoire de la tête d’extrusion (51 ) de sorte que l’extrusion soit réalisée pour que l’objet décoratif (1) comprenne au moins une première zone (Z1) présentant un premier nombre de couches et une deuxième zone (Z2) présentant un deuxième nombre de couches différent dudit premier nombre, caractérisé en ce que la tête d’extrusion (51) est équipée d’un obturateur (510) mobile entre une position ouverte autorisant la sortie du cordon de ladite tête et une position fermée empêchant la sortie du cordon de ladite tête, et en ce que l’unité de gestion comprend un processeur, microprocesseur ou CPU et une mémoire, dans laquelle est enregistré un logiciel dont les instructions, lorsqu’elles sont exécutées par ledit processeur, microprocesseur ou CPU, permettent de réaliser les opérations d’extrusion du procédé selon la revendication 1 . j
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