BE1003424A6 - Procede de moulage par rotation pour la fabrication d'objets creux. - Google Patents

Abstract

On mélange un premier composant (A) comprenant une résine de polyuréthane faiblement chargé et un catalyseur, ce composant ayant une densité d'environ 1380, et un second composant (B) constitué de diphényl di-isocyanate de méthyle ayant une densité d'environ 1,330, lesdits composants (A, B) étant mélangés intimement dans un rapport en poids B/A de 0,9 à 1,1 environ; on verse le mélange dans au moins un moule et on met le(s) moule(s) en rotation pendant un laps de temps prédéterminé. L'objet solide peut alors être démoulé d'une seule pièce, pratiquement terminé.

Description

  PROCEDE DE MOULAGE PAR ROTATION

POUR LA FABRICATION D'OBJETS CREUX

  
La présente invention concerne un procédé pour fabriquer des objets creux au contour très précis par moulage.

  
La fabrication de mannequins d'étalage se fait couramment par moulage de demi-pièces qui sont ensuite assemblées et la surface extérieure des pièces moulées doit usuellement être ébarbée et recevoir un traitement de finition. La fabrication de mannequins d'étalage est par conséquent longue et relativement coûteuse.

  
Le problème concerné par l'invention est celui de la fabrication de mannequins d'étalage ou parties de mannequins d'étalage en une seule pièce. Pour résoudre ce problème, les demandeurs ont songé à utiliser un procédé de moulage par rotation. Un tel procédé est certes connu. Il consiste à verser les matières plastiques nécessaires dans un moule et à faire tourner le moule autour d'un ou plusieurs axes. Un tel procédé et ,un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé sont décrits par exemple dans la publication US-4104357.

  
Les matières plastiques couramment utilisées sont les matières thermoplastiques telles que le polyéthylène, le polypropylène ou le chlorure de polyvinyle, par exemple, qui se présentent à l'état solide à la température ambiante et doivent être chauffées pendant la rotation du moule à une température supérieure à leur point de fusion afin de les rendre fluides. Pendant la rotation du moule, la matière plastique fluide vient recouvrir la surface intérieure du moule, puis on la laisse refroidir afin de se polymériser. L'objet peut alors être démoulé.

  
Un perfectionnement connu utilise des compositions de résines plastiques polymérisables à la température ambiante. Parmi les résines utilisables on peut citer notamment les polyuréthanes et les polyesters. La publication FR-A-2178759 décrit un procédé qui utilise un mélange contenant une composition à base de polyuréthane et un composant constitué de triisocyanate de polyaryle dans un rapport de l'ordre de 126,5 : 82,4 = 1,5. La quantité voulue de mélange liquide est versée dans le moule avec un catalyseur de polymérisation. La quantité de catalyseur utilisée est de 0,1 à 0,6 parts en poids. Le moule est maintenu en rotation pendant le laps de temps nécessaire pour que la polymérisation de la matière soit complète. Avec la composition préconisée dans la publication précitée, la durée de fabrication d'un objet creux est de l'ordre de 45 minutes.

  
L'application de ce procédé à la fabrication d'objets creux de dimensions relativement grandes, par exemple des mannequins d'étalage ou des parties de mannequins d'étalage, soulève des problèmes de réalisation. En effet, lors du moulage d'objets creux d'assez grandes dimensions, la composition préconisée ne convient pas pour donner aux objets moulés une résistance mécanique satisfaisante et il faut prendre des mesures pour éviter l'eff ondrement des pièces moulées.

  
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de la technique connue en proposant un procédé de moulage par rotation qui permet de fabriquer en une pièce des objets creux de formes diverses, même allongées, ayant à la fois une très grande résistance mécanique et un contour très précis.

  
Conformément à l'invention, des objets creux sont réalisés de la manière suivante : on prépare un mélange composé d'un premier composant (A) comprenant une résine de polyuréthane faiblement chargée et d'un catalyseur, ce composant ayant une densité d'environ
1380 et d'un second composant (B) constitué de diphényl diisocyanate de méthyle ayant une densité d'environ 1,330, lesdits composant (A, B) étant mélangés intimement dans un rapport en poids B/A de 0,9 à 1,1 environ, on verse le mélange dans des moules fixés sur un support monté pour être mis en mouvement de manière que les moules se trouvent animés d'un mouvement de rotation autour de deux axes perpendiculaires entre eux,

   puis on met le support en mouvement pendant un laps de temps prédéterminé de manière que la courbe de viscosité du mélange passe par un minimum après un laps de temps court (de l'ordre de quelques secondes), puis croît progressivement jusqu'au point de gellification du mélange. Après arrêt du mouvement du support, les objets sont démoulés d'une seule pièce hors des moules. Les objets démoulés sont prêts pour recevoir éventuellement une simple couche de peinture sans nécessiter aucune opération d'ébarbage ou de ponçage. D'autres particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de l'exposé qui suit.

  
Les avantages obtenus grâce à l'invention sont une grande souplesse et une grande rapidité de mise en oeuvre et de permettre de fabriquer en une pièce des objets creux ayant un état de surface convenable et notamment de produire des mannequins et articles d'étalage pratiquement terminés.

  
L'invention est exposée dans ce qui suit à l'aide des dessins joints qui illustrent schématiquement deux modes d'exécution exemplaires d'une machine pouvant avantageusement être utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de moulage selon l'-invention.

  
Se reportant à la figure 1, on voit représentée une machine exemplaire comprenant deux cadres mobiles 1 et

  
2. Le cadre 1 est monté sur un support 3 de manière à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal passant par les axes 4 et 5. A l'intérieur du cadre 1, le cadre 2 est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe vertical passant par les axes 6 et 7. La rotation des cadres 1 et 2 est assurée par les motoréducteurs électriques 8 et 9 respectivement. Les motoréducteurs sont équipés de variateurs de vitesse à commande numérique. Le type de réducteur et le choix de la commande de vitesse est prévue pour éviter que la charge ou les déséquilibres des cadres n'entraînent les moteurs et créent, de ce fait, des accélérations et décélérations parasites. Le cadre 1 porte des contrepoids d'équilibrage 14 et 15. Le cadre 2 porte des réglettes d'attache 11 et 12 présentant des trous pour la fixation d'un ou plusieurs moules 10.

   La figure 1 représente par exemple quatre moules de buste de mannequin attachés aux réglettes 11 et 12 au moyen de lanières 13. Les moules utilisés sont en structure de polyester, la face intérieure du moule étant recouverte d'une couche de silicone présentant le relief extérieur de la pièce à mouler. 

  
Dans chaque moule 10 est versé un mélange de résines plastiques polymérisables à la température ambiante, dont la composition est sélectionnée selon l'invention de manière à présenter une courbe de viscosité appropriée en fonction du temps et de manière que l'objet moulé présente à la fois une grande résistance mécanique et un état de surface satisfaisant.

  
Le mélange versé dans chaque moule est constitué d'un premier composant (A) à base de polyuréthane faiblement chargée ayant une densité d'environ 1380 et d'un second composant (B) constitué de diphényl diisocyanate de méthyle, modifié ou non, ayant une densité d'environ 1,330, les composants A et B étant mélangés intimement dans un rapport B/A de 0,9 à 1,1 environ.

  
Le composant A est composé comme suit :

  

 <EMI ID=1.1> 


  
Agents divers

  
(charge, agent ignifuge ou plastifiant,

  
agent stabilisant)

  
La viscosité de départ du système a une influence marginale. L'adaptation à la technique de moulage par rotation se fait en agissant principalement sur les catalyseurs qui permettent de modifier fondamentalement la courbe de viscosité du système. Le choix de la quantité et de la nature du catalyseur est primordiale et est adaptée en fonction des formes et des dimensions particulières des pièces à mouler. La courbe de viscosité du système selon l'invention en fonction du temps passe dans les.premières secondes par un minimum de viscosité pour ensuite s'élever à nouveau jusqu'au point de gellification du produit. C'est cette caractéristique qui donne toute la souplesse voulue au système dans le processus de moulage par rotation.

  
Un autre point important dans le système est l'utilisation d'un agent de surface spécifique et le choix du composant B pour l'obtention des propriétés mécaniques du produit fini.

  
En modifiant la mouillabilité du système, on peut inclure dans les pièces moulées, des fibres de nature diverses telles que tissu de verre, carbone, acier. Les renforcements peuvent dans le cas de micro-fibre être inclus dans la résine.

  
Le système de départ se caractérise par une grande souplesse d'utilisation et assure des propriétés mécaniques excellentes pour les produits moulés, ce qui permet la fabrication de pièces de grandes dimensions. Le système peut supporter tout type de charge sèche et non active en vue de renforcer ses propriétés originales pour des applications particulières.

  
Un exemple de composition est donné ci-après, pour le moulage de pièces de complexité moyenne ayant un poids d'environ 5 kg avec une épaisseur de paroi de 8 mm environ. 

  
Composant A

  

 <EMI ID=2.1> 


  
Composant B

  
Desmodur PA 50

  
Rapport d'utilisation A/B = 0,95

  
Le mélange étant versé dans les moules et ceux-ci étant alors hermétiquement fermés, les cadres 1 et 2 sont mis en rotation pendant un laps de temps prédéterminé. Lors de la réalisation d'une pièce les paramètres tels que temps, vitesse, sens de rotation, courbe d'accélération et de décélération sont variables en continu. A chaque type de pièce 'ou modèle correspond un diagramme de fonctionnement précis. Les principaux paramètres sont calculés approximativement en fonction des masses et de la géométrie du moule et le diagramme optimal est obtenu empiriquement. Les essais ont montré que le temps de réaction est en général de l'ordre de 45 à 70 secondes (temps de vie en pot) et qu'une rotation simultanée des cadres 1 et 2 pendant cinq à douze minutes seulement suffit pour le moulage d'un objet creux présentant les qualités requises.

   Les cadres étant alors arrêtés, on peut démouler les objets d'une seule pièce, sans utiliser d'agent de démoulage. On obtient des objets finis ou semi-finis dont la surface extérieure présente les reliefs voulus et ne nécessite aucune opération d'ébarbage ou de ponçage. L'objet moulé est prêt pour recevoir, si on le souhaite, une simple couche de peinture qui peut être appliquée sans plus. Ce procédé de fabrication se caractérise par un nombre d'opérations très réduit et une rapidité remarquable qui rendent ce procédé particulièrement économique. Les objets moulés peuvent être non seulement sphériques ou de petites dimensions tels que des têtes ou bustes, mais également des pièces allongées telles que des parties de mannequins (bras, jambes) et des pièces ayant une surface relativement compliquée, par exemple des mannequins d'étalage complets.

  
La figure 2 illustre une variante de l'appareil de la figure 1, destinée en particulier au moulage de pièces de grandes dimensions. Dans ce mode d'exécution on retrouve les mêmes organes que dans l'appareil de la figure -1 et en particulier les deux cadres 1 et 2 qui sont cependant ici en forme de U afin d'assurer une grande accessibilité aux moules. Dans la figure 2 sont représentés à titre d'exemple deux moules de mannequin. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec cette variante d'appareil est en tous points identique à celle qui est décrite plus haut.

  
Les modes d'exécution de l'invention décrits dans ce qui précède sont des exemples donnés à titre illustratif et l'invention n'est nullement limitée à ces exemples. Toute modification, toute variante et tout agencement équivalent doivent être considérés comme compris dans le cadre de l'invention. 

  
Les modes d'exécution de l'invention décrits dans ce qui précède sont des exemples donnés à titre illustratif et l'invention n'est nullement limitée à ces exemples. Toute modification, toute variante et tout agencement équivalent doivent être considérés comme compris dans le cadre de l'invention. 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé de moulage par rotation pour la fabrication d'objets creux, par exemple des mannequins d'étalage, à l'aide d'un mélange de résines plastiques polymérisables à la température ambiante, caractérisé par les étapes suivantes :

  
préparation d'un mélange composé d'un premier composant (A) comprenant une résine de polyuréthane faiblement chargée et d'un catalyseur, ce composant ayant une densité d'environ 1380, et d'un second composant
(B) constitué de diphényl diisocyanate de méthyle ayant une densité d'environ 1,330, lesdits composants
(A, B) étant mélangés intimement dans un rapport en poids B/A de 0,9 à 1,1 environ;

  
versage du mélange dans au moins un moule;

  
mise en rotation du moule ou des moules (10, 20) pendant un laps de temps prédéterminé;

  
démoulage de l'objet solide d'une seule pièce hors du moule.

Claims (2)

1. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les moules sont mis en rotation simultanément autour d'au moins deux axes (4-5, 6-7).

   3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vitesse de rotation des moules est réglée de manière qu'elle varie avec une accélération prédéterminée, suivie d'une décélération prédéterminée pendant un laps de-temps prédéterminé de telle sorte que la courbe de viscosité du mélange passe par un minimum après un laps de temps court (de l'ordre de quelques secondes), puis croît progressivement jusqu'au point de gellification du mélange. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le composant (A) contient un agent de surface spécifique.

   5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le composant (A) contient en outre des fibres de renforcement de nature quelconque.

   6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la surface de l'objet démoulé reçoit simplement une couche de peinture sans opération d'ébarbage ou de ponçage.

   7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les moules (10, 20) sont attachés sur un cadre (2) monté pour pouvoir tourner autour d'un premier axe (6-7) à l'intérieur d'un autre cadre (1) monté pour pouvoir tourner autour d'un second axe (4-5) perpendiculaire au premier axe, et en ce que l'on met les deux cadres (1,
2. 2) simultanément en rotation pendant un laps de temps prédéterminé après quoi on démoule l'objet d'une seule pièce hors de chaque moule.