Procédé pour la fabrication d'un moule. La présente invention comprend un pro <B>cédé</B> pour la fabrication d'un moule destiné au moulage de corps optiques<B>à</B> éléments len ticulaires, par exemple de feuilles ou de pla ques ayant sur leur surface une pluralité de protubérances lenticulaires relativement peti tes, étroitement serrées, ayant chacune une surface de l'égalité ou du poli requis pour une surface optique.
<B>De</B> telles plaques ou feuilles ayant sur leur surface des protubérances lenticulaires qui sont relativement petites (de l'ordre de <B>0,8</B> min ou moins), exactement formées, étroi tement serrées et uniformément distribuées et dont la surface est comparable aux sur faces travaillées et polies des lentilles, appe lées communément surfaces optiques, ont des emplois nombreux et variés dans la pratique, par exemple pour recueillir et distribuer la lumière dans un signal réfléchissant la lu mière, comme écran réflecteur pour le cinéma et la télévision, en photographie et dans beau coup de cas impliquant le rassemblement, la distribution et la réflexion de la lumière.
Dans les emplois tels que ceux mentionnés, où la lumière émanant de la plaque soit directement, soit par réflexion, est observée par l'#il humain, les éléments lenticulaires formés doivent être d'une dimension telle et si étroitement serrés qu'à la distance d'obser' vation l'angle de réflexion on de dispersion soit tel que la lumière émanant de chaque<B>élé-</B> ment lenticulaire ne soit pas observable in- dividuellement. De plus, le resserrement des éléments en question est désirable pour qu'il n'y ait pas de distorsion observable dans l'image formée dans ou par la plaque.
Ces exigences pour les applications mentionnées et pour des buts analogues, nécessitent que les éléments aient un diamètre inférieur<B>à 0,8</B> mm et que les pourtours des lentilles adjacentes soient en contact. Jusqu'ici, il était considéré comme pratiquement impossible de faire un moule<B>à</B> partir duquel de telles feuilles ou plaques puissent être formées.
Le procédé que comprend l'invention est caractérisé en ce que pour former chaque cavité, on imprime dans -une plaque métalli que un poineon ayant la courbure et les carac téristiques superficielles désirées et la dureté suffisante pour résister<B>à</B> la force de compres sion nécessaire pour imprimer sa forme dans la plaque métallique.
L'invention comprend aussi un appareil pour la mise en #uvre dudit procédé qui est caractérisé en ce qu'il comprend un poinçon ayant une surface polie de forme eorrespon- dant <B>à</B> celle de la surface optique des<B>élé-</B> ments lenticulaires, supportée par un organe d'actionnement sollicité par ressort, un 'sup port prévu en regard du poineon, des moyens pour amener le poincon dans toute position désirée en regard dudit support, pour coopé rer avec un bloc métallique disposé sur ce support et destiné<B>à</B> constituer le moule,
une tête traeante destinée<B>à</B> coopérer avec les dif- férentes parties d'un modèle placé dans l'ap pareil et reliée opérativement <B>à</B> l'organe d'actionnement du poinçon, pour permettre <B>à</B> un opérateur, en déplaçant la tête traçante sur le modèle, d'amener le poinçon successive ment en face des différents endroits de la plaque susdite, où une impression doit être faite.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil selon l'invention.
Fig. <B>1</B> est un plan schématique d'une pre mière forme d'exécution.
Fig. 2 est une vue en élévation partielle de cette formé d'exécution.
Fig. <B>3</B> est un plan partiel,<B>à</B> grande échelle, d'un exemple de moule obtenu au moyen de l'appareil selon fig. <B>1</B> et 2.
Fig. 4 est un plan partiel d'une autre forme de moule.
Fig. <B>5</B> est une coupe transversale par la ligne<B>5-5</B> de la fig. <B>3.</B>
Pour obtenir un moule destiné au mou lage de corps optiques<B>à</B> éléments lenticu laires du type indiqué plus haut, une extrême précision dans l'équipement et dans la manu tention est nécessaire et le moule utilisé doit avoir l'égalité et le poli exigés par une surface optique.
L'invention vise<B>à</B> l'obtention de moules<B>à</B> partir desquels on puisse couler ou mouler -une surface optique qui soit optique- ment efficace et qui, lorsqu'elle agit comme milieu collecteur, distributeur ou réflecteur de la lumière, assure le rassemblement ou la mise au point de la lumière et la distribution ou la réflexion de la lumière de telle manière qu'il n'y ait pas de distorsions observables dans les caractéristiques du milieu, clé l'image ou du sujet représenté ou reproduit visuelle- ent dans la lumière recueillie, distribuée ou réfléchie.
L'article moulé présentant une plu ralité de lentilles, étroitement serrées et uni formément réparties, les lentilles doivent être d'ime dimension telle et si étroitement serrées que les effets.lumineux produits par ioutes ces lentilles, ne puissent pas être observés in- clividuellement par l'#il humain normal<B>à</B> la distance normale d'observation. De plus, cha- que petite lentille doit être formée exacte ment, en ce qui concerne ses fonctions opti ques, et avoir une surface présentant l'éga lité et le poli exigés communément pour ce qu'on nomme généralement une surface op tique.
Des expériences ont montré que pour les applications mentionnées, la plaque ou la feuille nécessaire doit avoir sa surface cou verte pratiquement complètement de petites lentilles ayant un rayon de courbure de 0,4 mm ou moins. C'est-à-dire qu'il doit<B>y</B> avoir au moins cent-cinquante-cinq lentilles optiquement précises par centimètre carré de surface. Les écrans de télévision peuvent avoir des surfaces de 46X61 em, soit plus de<B>2800</B> cm.#. La fabrication d'un tel écran par moulage nécessite un moule ayant près de<B>500000</B> cavités superficielles optiquement précises.
Sur l'écran, le diamètre de chaque protubérance est de préférence inférieur<B>à</B> <B>à 0,25</B> mm (par exemple<B>0,13</B> mm)<B>à</B> la sur face de l'écran, ce qui correspond<B>à</B> peu près <B>à</B> une impression en demi-teinte.
Des moules pour cet usage et possédant la précision requise dans la dimension, l'espa cement et le caractère des dépressions de la surface sont réalisés, selon -Lme forme d'exé cution du procédé de l'invention, en pressant dans la surface d'une plaque d'un métal un poinçon ayant les caractéristiques désirées de courbure et de surface, pour chaque cavité nécessaire. Le poinçon doit être, par consé quent, d'une dureté et d'une rigidité suffi santes pour résister, pratiquement sans défor mation,<B>à</B> la force nécessaire pour l'enfoncer dans une plaque métallique, de telle façon qu'il produise une impression complémen taire dans la surface. Dans ce but, et dans celui de produire des cavités de lentilles pra tiquement sphériques, une bille d'acier est utilisée.
Une bille d'acier du type communé ment employé pour les roulements<B>à</B> billes s'est montrée satisfaisante.
Pour la plupart des applications mention nées pour une plaque moulée ayant sur sa surface des lentilles relativement petites, les<B>ç</B> lentilles sont de préférence pratiquement sphériques et constituent des calottes sphéri ques d'un angle de<B>900</B> ou moins. De plus, les lentilles adjacentes doivent être en con tact de façon que la surface entière de la plaque moulée soit couverte par les lentilles. Ceci nécessite, en faisant le moule, un repé rage précis de la bille dans des positions suc cessives sur la plaque métallique, une pression uniforme pour produire des impressions de même profondeur et un déplacement contrôlé du métal soumis aux impressions.
Afin de satisfaire<B>à</B> ces exigences, quand les cavités des lentilles sont des calottes de <B>900</B> d'une sphère de<B>0,8</B> mm de diamètre ou moins, il a été reconnu préférable d'utiliser un mécanisme spécial dans le but de fixer avec précision la position de la bille et d'ap pliquer une pression contrôlée dans chaque position déterminée et aussi de reproduire le modèle, par exemple de répéter les opérations de localisation de la bille et d'application de la pression requise. Le mécanisme le plus simple semble être un pantographe. Un tel dispositif est représenté sur les dessins et a été utilisé dans la fabrication de tels moules.
Le pantographe représenté schématique- nient sur la fig. <B>1</B> comprend une tête tra çante<B>1,</B> fixée<B>à</B> une extrémité d'un bras 2. Chacun des bras parallèles<B>3</B> et 4 est fixé<B>à</B> pivot par l'une de ses extrémités au bras 2, espacés de la tête traçante<B>1</B> selon la réduction proportionnelle désirée. L'extrémité opposée du bras<B>3</B> est fixée<B>à</B> un pivot fixe<B>5,</B> et l'extré mité correspondante du bras 4 porte une tête active<B>6.</B> Entre les extrémités des bras, une articulation<B>15</B> est prévue entre les bras <B>3</B> et 4, parallèle au bras 2 et fixée<B>à</B> un pivot sur les bras<B>3</B> et 4.
Il s'agit d'une forme bien connue de pantographe appro prié pour réduire proportionellement l'échelle d'un dessin.
Le bras 4 (fig. 2) est percé transver salement pour le montage de la tête active. Dans des douilles espacées<B>7</B> et<B>8</B> placées dans le perçage du bras 4, un axe<B>9</B> est monté<B>à</B> coulisse de façon<B>à</B> pouvoir exécuter un mouvement longitudinal transversalement au bras 4. Les extrémités extérieures des par ties réduites<B>10</B> et<B>11</B> de l'axe se prolongent au-delà du bras 4 et sont filetées. La partie inférieure<B>11</B> comporte des surfaces verticales opposées plates qui s'étendent entre l'extré mité fourchue 12 d'une tige de guidage<B>13</B> qui empêche l'axe<B>9</B> de tourner autour de son axe géométrique.
Un écrou de guidage 14 s'engageant dans le côté inférieur de la tige de guidage<B>13</B> dans la position supérieure de l'axe<B>9</B> sert<B>à</B> limiter le mouvement de l'axe vers le haut.<B>A</B> l'extrémité inférieure de la partie réduite<B>11</B> est fixé un support de bille<B>16</B> dont la partie terminale est évidée pour recevoir une bille<B>17</B> qui est maintenue en place par un capuchon<B>18</B> s'engageant<B>à</B> friction dans la partie terminale du support de bille,<B>16.</B> Un contre-écrou<B>19</B> fixe fermement le support de bille<B>16</B> sur l'extrémité de l'axe<B>9.</B>
La partie terminale supérieure<B>10</B> de l'axe <B>9</B> est vissée dans un support 20 constituant l'extrémité d'une tige 21. Un contre-écrou 22 vissé sur la partie<B>10</B> s'engage avec la sur face de support 20. Un ressort<B>23</B> agissant entre l'extrémité de la douille<B>7</B> et le contre- écrou 22 produit le relèvement de l'axe<B>9</B> dans une position pour laquelle l'écrou de guidage 14 s'engage avec la barre de gui dage<B>13.</B>
Un levier de man#uvre <B>26</B> est monté sur un pivot -94. Ce levier comprend -une fente 26a qui reçoit l'extrémité de la tige 21 pour maintenir l'extrémité d'un ressort<B>25</B> entou rant la tige<B>9-1-</B> et reposant sur le support 20. Un contrepoids<B>26b</B> maintient le levier de manoeuvre levé et hors de contact du ressort <B>25.</B> Le levier de manoeuvre est pourvu i d'un manche<B>26e</B> au moyen duquel il petit être amené,<B>à</B> la main, dans la position hori zontale représentée contre un arrêt fixe<B>26d;
</B> de cette manière, le ressort<B>25</B> est comprimé d'une quantité définie et produit une pres sion définie sur ledit axe pour vaincre la force du ressort<B>23</B> et presser la bille<B>17</B> dans une plaque métallique<B>29.</B>
En utilisant le pantographe pour la fabri cation d'un moule tel que décrit, l'espacement désiré des cavités est marqué sur une plaque métallique<B>27</B> constituant mi modèle,<B>à</B> une échelle agrandie, de préférence dix fois plus grande. Des trous<B>28</B> sont percés dans la plaque selon le modèle ou l'espacement<B>à</B> l'échelle agrandie, de centre<B>à</B> centre. La tête traçante<B>1</B> porte une cheville s'adaptant exac tement dans les trous percés<B>28.</B> Un bloc métallique<B>29,</B> de préférence en actier recuit, est placé au-dessous de la tête active<B>6,</B> de sorte que la surface du bloc ou de la pla que<B>29</B> soit étroitement en contact avec la bille<B>17</B> quand l'axe est dans la position retirée.
La plaque<B>27</B> constituant le mo dèle et le bloc<B>29</B> sont fermement main tenus en position.
L'opérateur déplace la cheville de la tête traçante<B>1</B> vers le premier trou dans la première ligne de trotis de la plaque<B>27</B> constituant le modèle et insère ladite -che ville dans ce trou.<B>Il</B> déplace alors le le vier de man#uvre <B>26</B> d'une quantité définie contre un arrêt fixe, potir comprimer le ressort 21 d'une quantité définie, et exerce ainsi une pression ou une force définie sur la bille<B>17,</B> suffisante pour enfoncer la bille dans la surface du bloc d'une quantité<B>dé-</B> finie. Cette opération est répétée pour cha- quie trou<B>28</B> de la plaque<B>27</B> constituant le modèle.
L'opérateur procède de préfé rence d'un trou<B>à</B> l'a-Litre le long de chaque ligne successivement. Le pantographe doit être construit de façon qu'il n'y ait pas de jeu. Avec un tel pantographe, le modèle peut être retracé et la bille sera remise exactement en position sur le bloc- pour chaque cavité. Il est nécessaire de retracer le modèle par le fait que la première fois l'affaissement de la cavité endommage le étal dans la cavité adjacente précédem ment formée. Lors des premières impres sions, le métal se déplace pour produire les cavités, et lors de la seconde impression ou des retracements subséquents du modèle, les irrégularités dans les cavités formées sont corrigées.
Des moules tels que ceux représentés sur les fig. <B>3 à 5,</B> quand Us sont proprement faits et avec un espacement approprié des ouver tures dans la plaque constituant le modèle, sont facilement obtenus avec des, cavités ayant chacune -Luie s urface, comparable<B>à</B> la surface polie de la bille. Des billes de<B>0,8</B> mm de diamètre ou moins ont été employées avec succès dans la fabrication de tels moules.
Ordinairement pour faire une plaque opti que comme elle a été décrite, la bille pénètre dans la plaque métallique d'une distance donnant une cavité qui constitue une calotte sphérique de<B>900,</B> et des moules ayant de telles cavités espacées l'une de l'a-Litre de <B>0,13</B> mm et couvrant la surface entière de l'aire moulée ont été obtenus.
Un tel moule est représenté sur les fig. <B>à</B> et<B>5.</B> Ce moule comprend Lin bloc métallique <B>29</B> ayant des cavités sphériques<B>30</B> couvrant sa surface moulée entière. Les périmètres des cavités ont la forme d'hexagones de sorte que les cavités adjacentes sont en contact et jointes ensemble, coiivrant ainsi la sur face entière dit bloc. Ce dispositif est obtenu en alternant les centres des trous des rangées dans la plaque<B>27</B> constituant le modèle entre les centres des rangées adjacentes.
Dans certains buts optiques, comme par exemple pour les écrans de cinéma et les écrans de télévision, il est préférable que les protubérances soient allongées dans le sens horizontal et raccourcies dans le sens vertical. Ceci permet d'obtenir un champ lumineux d'une plus grande étendue dans le sens hori zontal que dans le sens vertical. Un moule pour faire un tel écran est représenté sur la fig. 4, les cavités étant<B>à</B> une très grande échelle. En faisant, ce moule, les trous 28 dans la plaque<B>27</B> constituant le modèle sont espacés d'une plus grande distance dans une direction que dans l'autre.<B>Il</B> en résulte des cavités<B>31.</B> hexagonales allongées couvrant la surface de moulage entière du bloc.
Des moules cl-Li type mentionné peuvent être faits avec des cavités de 0,4 mm de diamètre<B>à</B> la surface et espacées latéralement de<B>0,13</B> mm de centre<B>à</B> centre.
Dans certains buts, un moule d'une di mension normale peut être fait de,<B>la</B> manière décrite et reproduit électrolytiquement pour former plusieurs moules qui, une fois juxta posés, constituent un moule plus grand. Quand on utilise ce moyen, il est préférable que le moule original soit fait avec un pour tour de forme hexagonale de façon que les moules reproduits puissent être contigus et que des lignes continues n'apparaissent pas dans la feuille moulée.
Les matières moulables peuvent être par exemple des polymères organiques thermo plastiques tels quun polymère du métacrylate de méthyle, ou elles peuvent être des matières vitreuses.