Procédé de moulage d'objets en différentes matières, notamment thermoplastiques, destinés notamment à la prothèse dentaire, et appareil pour la mise en oeuvre
de ce procédé.
La présente invention concerne un procédé de moulage d'objets en différentes matières, notamment thermoplastiques, destinés notamment à la prothèse dentaire.
Bien que le moulage soit une technique qui remonte à l'antiquité, il a connu récem- ment des progrès considérables à cause du développement de l'industrie des composés se durcissant par la chaleur et des composés thermoplastiques, c'est-à-dire se ramollissant par la chaleur.
I1 convient cependant de noter que dans ces procédés de moulage, on remplit le moule d'une même matière et il en résulte une masse ayant un aspect visuel uniforme dans toute l'étendue de la masse moulée.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on introduit dans un réservoir, par charges successives, lesdites matières destinées à être moulées, et en ce qu'on refoule à force ces matières à travers des canaux adducteurs dans des cavités de moulage de manière que lesdites matières occupent des emplacements prédéterminés dans les cavités, de manière à conférer auxdits objets moulés une structure, une forme et ml aspect extérieur déterminés.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un moule comportant des cavités cie moulage réparties autour d'un axe du moule et reliées par des canaux adducteurs à un réservoir central, ledit moule, constitué par deux parties, une inférieure et une supérieure, dont le plan de suture partage les cavités, étant monté de manière à pouvoir tourner autour dudit axe et le réservoir étant surélevé par rapport aux canaux adducteurs et aux cavités de moulage, de manière que la matière introduite dans le réservoir puisse être refoulée dans les cavités par l'action de la force centrifuge et de la force de gravitation.
Le dessin ci-annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme et une variante d'exécution de l'appareil objet de l'invention, appliqué au moulage de dents artificielles.
La fig. 1 est une vue en plan montrant une partie de l'appareil.
La fig. 2 est une vue par dessous d'une autre partie de l'appareil.
La fig. 3 est une vue en coupe axiale, à plus grande échelle, pratiquée à travers les deux parties de l'appareil représentées dans les fig. 1 et 2 et placées dans une position de fonctionnement.
La fig. 4 est une vue en coupe axiale des parties de l'apparei] représentées dans les fig. 1 et 2 placées dans une autre position de fonctionnement.
La fig. 5 est une vue en coupe axiale similaire à la fig. 4, montrant une autre phase du procédé de moulage.
La fig. 6 est une vue en coupe axiale similaire à la fig. 5, montrant une autre phase du procédé.
La fig. 7 est une vue en coupe axiale semblable à celle de la fig. 6, mais à plus petite échelle, montrant une autre phase du procédé de moulage.
La fig. 8 est une vue en coupe axiale semblable à la fig. 7, illustrant une autre phase encore du procédé de moulage.
La fig. 9 est une vue en perspective montrant une ébauche que permet d'obtenir le procédé de moulage.
La fig. 10 est une vue en coupe axiale partielle d'une variante d'exécution de l'appareil.
La fig. 1 1 est une vue en plan d'une partie de l'appareil représenté à la fig. 10.
La fig. 12 est une vue en coupe très partielle et à très grande échelle, d'une partie de l'appareil, pour illustrer une phase du procédé de moulage.
La fig. 13 est une vue d'ensemble schématique, à petite échelle, de l'appareil permettant la mise en oeuvre du procédé.
Avant d'exposer en détail la construction de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé de moulage, on commencera par décrire l'objet moulé et indiquer les diverses exigences qu'il postule, tel que le montre la fig. 12. Comme représenté, le moule comprend un élément de moule inférieur comportant des creusures 11, et un élément de moule 12 présentant des creusures 13, de façon que les creusures qui se correspondent délimitent par leur juxtaposition une cavité de moulage fermée 14, dont le seul orifice qui y donne accès en dehors de la ligne de partage 15 est un canal adducteur 16.
Cette cavité de moulage est remplie tout d'abord d'une quantité déterminée de matière 17, de préférence plus ou moins translucide, qui formera le bord d'incision de la dent et qui est disposée à peu près symétriquement de chaque côté de la ligne de partage 15 pour former, en partie au moins, les faces extérieure et intérieure de la dent à obtenir. A cet effet, on conçoit que la répartition de la matière, afin qu'elle prenne la forme représentée en 17 18, est effectué de préférence en soumettant la matière à une force centrifuge dirigée vers la gauche (fig. 12), et également à l'action de la pesanteur qui tend à faire recouvrir par la matière l'élément inférieur 1 1 du moule.
La cavité est également remplie d'une quantité déterminée d'une matière dite de contraste 20, et ayant l'aspect cte l'émail d'une dent vivante et qui peut être disposée plus ou moins symétriquement dans la cavité de moulage 14, entre la couche extérieure 18 de la matière 17 formant le bord d'incision de la dent, et la paroi de la creusure 13. Le cas échéant, une troisième matière 21, constituée par une poudre, peut être placée pour assurer un autre contraste encore avec la matière 17 du bord d'incision de la dent, ainsi qu'avec la partie 20 imitant l'émail.
Comme le montrent les fig. 1 à s du dessin, le moule comprend un élément inférieur 10 ayant, de préférence, une forme cylindrique et constitué, de préférence aussi, par un métal ou un alliage choisi pour lui assurer 1a durée de service requise et une bonne conductibilité thermique, cet élément de l'appareil pouvant d'ailleurs être constitué par une autre matière appropriée. La face supérieure 22 de l'élément inférieur 10 du moule présente un certain nombre de creusures ou alvéoles de moulage indépendantes 1 1 dont chacune s'étend radialement par rapport au centre de l'élément et qui sont disposées de manière à former une série annulaire de creusures pratiquement centrée sur le centre de l'élément.
L'élément supérieur 12 du moule présente, de môme, un certain nombre de creusures ou alvéoles de moulage indépendantes 13 pratiquées dans sa face inférieure 23 et dont chacune s'étend à peu près radialement par rapport au centre de cet élément supérieur, ces diverses creusures étant disposées pour former une série annulaire de creusures pratiquement centrée sur ce centre, chacune d'elles étant placée de manière à pouvoir être juxtaposée à une creusure inférieure complémentaire 11.
L'élément supérieur cylindrique 12 > du moule présente, de préférence, dans sa face inférieure 23, un certain nombre de parties de canaux 24 (voir fig. 2) formant avec des parties complémentaires de ceux-ci prévues dans la face contiguë 22 de l'élément inférieur 10 du moule, des canaux adducteurs 16 (fig. 12) orientés radialement par rapport au moule et communiquant avec les creusures de moulage 13 à une extrémité de celles-ci et avec un évidement central 25 par lequel est effectuée l'alimentation.
Cet évidement présente de notables dimensions, de manière à pouvoir recevoir un piston d'assez fort calibre décrit ci-après et à permettre d'y déplacer angulairement un tube d'alimentation, également comme décrit ci-après. Les canaux adducteurs 16 peuvent d'ailleurs être ménagés dans la face 22 de l'élément inférieur 10 ou même dans les deux éléments. Une caractéristique importante réside dans l'utilisation de cavités ou alvéoles de moulage ayant des dimensions, c'est-à-dire des capacités volumétriques différentes, les seetions ou largeurs effectives des canaux adducteurs correspondants étant réglées, afin de proportionner l'afflux de la matière de moulage à la cavité du moule dans laquelle on l'introduit.
Des organes de fixation convenables, tels que les tenons et les mortaises figurés en 26 et 27, sont prévus pour empêcher un déplacement angulaire des éléments supérieur et inférieur cylindriques du moule; il est prévu également, au besoin, des cavités axiales (non représentées) pour permettre de fixer les éléments du moule assemblés sur une plateforme rotative 29.
Lorsqu'on charge un moule ainsi constitué et destiné au remplissage par centrifugation des cavités de moulage, tout en utilisant la force de la pesanteur pour qu'elle agisse sur la charge de matière pulvérulente, on règle la vitesse de rotation de la plate-forme 29 de manière à obtenir une résultante convenable des forces qui s'exercent sur les masses de matière pulvérulente.
Quand le moule est placé sur la plate-forme 29, un tube distributeur 30 est disposé de manière que son extrémité supérieure se trouve dans une cuvette d'alimentation formant une première trémie ou communique avec une autre source capable de fournir une quantité telle de la matière 17 qui doit former le bord d'incision de la dent, qu'après répartition appropriée de cette matière, elle remplisse exactement la cavité de conformation de ce bord et assure en même temps la formation de la partie extérieure de toutes les dents dans toutes les cavités ou alvéoles de moulage respectives 14.
Si le tube 30 amène cette quantité de matière à la trémie de chargement 25 dans le voisinage des embouchures internes des canaux adducteurs 16, la rotation de la plate-forme 29 à une vitesse convenablement choisie a pour effet de projeter la poudre vers l'extérieur par ces canaux et jusque dans les cavités de moulage respectives dans lesquelles cette poudre est astreinte à prendre les positions représentées par 17 et 18 dans la fig. 12.
Si une deuxième charge de la poudre soigneusement mesurée est amenée par le tube distributeur 30 en quantité juste suffisante pour alimenter en émail 20 toutes les cavités de moulage 14, elle arrive par les canaux adducteurs 16 et se tasse contre la matière constitutive du bord d'incision 17 et contre son prolongement 8. Au besoin, on peut faire varier le débit de cette matière ou la force centrifuge qui agit sur elle"par rapport à celle à laquelle est soumise la matière 17, afin de la refouler plus ou moins symétriquement dans la cavité de moulage suivant les nécessités imposées par chaque cas particulier.
Si, après que la deuxième charge a été introduite dans les : cavités de moulage respectives de la manière qui vient d'être décrite, le tube distributeur 30 reçoit une troisième charge suffisamment importante de matière 21, il est évident que la cavité de moulage peut être complètement remplie, ainsi que les canaux adducteurs 16 et le réservoir 25. Cette matière 21 peut être constituée par des déchets de moindre valeur.
On conçoit que grâce au chargement intermittent, c'est-à-dire par reprises qui vient d'être décrit, on assure à la fois, des proportions exactes et une conformation relative très satisfaisante des constituants de la charge du moule, mais aussi l'établissement d'une ligne de démarcation très nette entre les différentes charges. Dans certains cas, ceci peut d'ailleurs constituer un avantage. Mais dans d'autres cas, il peut être préférable d'obtenir une ligne de démarcation plus fondue, c'est-à-dire moins marquée, grâce à l'interpénétration des composants.
C'est le cas notamment quand les objets moulés sont des dents destinées à la prothèse dentaire. Mais il est évident qu'en pareil cas, il y a plusieurs fagons d'opérer pour obtenir le résultat. C'est ainsi qu'au lieu d'interrompre complètement l'arrivée de l'une des matières dans le tube distributeur 30 pour faire arriver ensuite la matière suivante, on peut interrompre progressivement l'arrivée de la matière, en faisant arriver en même temps la matière suivante en proportion de plus en plus grande. A titre de variante, on peut utiliser des tubes supplémentaires 30 capables d'amener avec un certain chevauchement et simultanément plusieurs matières dans la trémie de chargement 25 pour assurer le remplissage requis des cavités du moule.
Il est préférable, comme indiqué, que la section droite ou la largeur des canaux adducteurs respectifs varie suivant les capacités variables des cavités de moulage correspondantes, afin de proportionner convenablement l'afflux de la matière de moulage teintée dans les cavités de moulage respectives.
Suivant une variante, le tube 30 d'arrivée de la matière pulvérulente est aligné sur le centre de la trémie 25, mais son embouchure distributrice est excentrée dans celle-ci et disposée de manière à pouvoir tourner, de sorte que, tout en amenant la matière, le tube tourne autour de son axe, tandis que son embouchure de sortie amène successivement la veine de matière aux embouchures des canaux adducteurs respectffs, au fur et à mesure de la rotation du moule ou du tube.
Il est évident que dans ce genre d'écoulement de la poudre assurant la charge du moule, le tube 30 et le moule peuvent tourner tous deux soit dans des sens opposés, soit à des vitesses différentes dans le même sens.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 10, qui peut être adoptée de préférence dans nombre de cas, tous les détails de construction du moule sont semblables à ceux de la forme d'exécution décrite, sauf qu'un cône 31 peut être prévu dans l'élément inférieur du moule et que les canaux adducteurs et les cavités de moulage font un certain angle sur l'horizontale, de manière que l'arrivée de la poudre sur le cône répartiteur 31. permette l'alimentation des diverses cavités de moulage simplement par gravité. Il a été constaté pratiquement que grâce à cette construction, le tube d'arrivée mobile assure un chargement uniforme convenable des cavités de moulage.
Dans ce cas, la largeur des canaux adducteurs est calculée, de préférence, de façon à admettre la proportion appropriée de charges de matières teintées suivant la contenance de la cavité de moulage. Quel que soit le genre de chargement, les cavités de moulage sont remplies d'une masse compacte de poudre sans qu'il subsiste d'espaces vides autres que ceux qui sont inhérents à l'emploi de la matière gza- nuleuse particulière utilisée.
L'opération de moulage est effectuée de la manière suivante:
Si un moule donné est chargé au degré indiqué dans ce qui précède et que la trémie formant réservoir est de préférence remplie presque complètement, elle est soumise à la chaleur de toute manière appropriée, afin de plastifier ou de polymériser partiellement toute la colonne de poudre dans les cavités de moulage, les canaux adducteurs et le réservoir de charge. Ce résultat peut être obtenu rapidement en plaçant le moule assemblé et chargé sur un plateau 39 convena blement chauffé (fig. f ;) ou dans une flamme, ou encore dans un appareil de chauffage fonctionnant par induction d'une manière équivalente, afin d'assurer un cycle thermique convenable dans un temps donné.
Cette exposition à la chaleur pendant un temps déterminé transforme la poudre sèche en une masse déformable extrêmement visqueuse ayant une consistance analogue à celle d'un mastic se travaillant lentement si l'on suppose, par exemple, que la matière soumise au moulage est un polymère du méthacrylate de méthyle. Il est évident que toute la masse de matière, depuis une extrémité des cavités de moulage en passant par les canaux adducteurs et en allant jusqu'à la trémie, constitue un tout compressible et déformable non élastiquement et de nature plastique uniforme. Le temps de chauffage des moules est soigneusement choisi en fonction des masses métalliques qui les constituent. On peut former ces moules d'éléments choisis de telle sorte que le cycle de chauffage soit sensiblement identique pour tous les moules appartenant à une même série.
A la fin du cycle de chauffage qui peut durer par exemple cinq minutes, le moule chauffé est soumis à l'action d'un plateau de compression 32 comportant une surface plane inférieure 33, ceci pour maintenir assemblées de façon étanche les deux parties du moule, afin d'empêcher la formation de bavures sur les dents. Pour maintenir ainsi le moule, on peut utiliser par exemple un dispositif hydraulique désigné en 59 dans la fig. 13. Tandis que la pression destinée à réduire ainsi au minimum les bavures est exercée, un piston 35 5 est pressé axialement vers le bas sur la masse p]us ou moins déformable de matière qui se trouve dans la trémie 25 (représentée dans les fig. 7 et 8), par exemple au moyen d'un cylindre hydraulique 49, comme le montre la fig. 13.
La pression exercée sur la cavité de moulage par le piston doit être inférieure à celle exercée par le plateau de compression 32. La pression exercée par le piston sur la poudre qui se trouve dans les cavités de moulage concourt avec le chauffage à agglomérer par fusion, par solidification ou par polymérisation toute la colonne de matière plastique qui se trouve dans les cavités de moulage et les canaux adducteurs. Ce phénomène est facilité en refroidissant brusquement toutes les parties de l'appareil, tout en maintenant la pression exercée par le plateau et par le piston. Dans certains cas, il peut se former de très minces bavures en 43 entre les éléments ou les moitiés du moule, comme le montre la fig. 9.
Mais ces bavures seront généralement très minces et n'existeront même pas dans nombre de cas. Pour les éviter, il suffit d'ailleurs de donner aux parois complémentaires des éléments du moule des surfaces exactement rodées et appareillées et de veiller à ce que la pression exercée par le plateau 32 sur les éléments du moule assemblés soit supérieure à la pression qui est exercée par Je piston 35 dans les cavités de moulage.
Le moule est facile à démonter, comme cela se conçoit, et le démoulage complet de l'objet peut être opéré sans difficulté, l'objet étant également débarrassé de tous déchets ou bavures provenant des canaux adducteurs ou d'une autre cause.
Le dessin montre un objet moulé que permet d'obtenir ce procédé, mais il est évident que différents autres objets peuvent être produits dans des moules semblables et par le procédé décrit ici. C'est ainsi qu'il est évident qu'on peut n'utiliser qu'une seule charge teintée si l'on désire obtenir un objet ayant un aspect uniforme. Il est également évident que, quand on charge les moules, il n'est pas nécessaire que toutes les particules de la matière de chargement pénètrent dans les éléments de moulage en arrivant par les canaux adducteurs. En effet, certaines matières pourraient être placées à l'avance dans des cavités de moulage données avant que ces cavités soient fermées par la superposition des parties supérieure et inférieure du moule, après quoi le chargement de la matière pourrait s'opérer comme décrit cidessus.
De plus, il est évident qu'il n'est pas essentiel que toutes les matières soumises au moulage se présentent sous la forme de poudre. Enfin, comme on le conçoit, la gamme des matières utilisables est illimitée et comprend non seulement les matières se solidifiant ou se ramollissant par la chaleur, mais aussi des mélanges de ces matières, voire même des poudres métalliques ou des matières analogues.
REVENDICATIONS:
I. Procédé de moulage d'objets en différentes matières, notamment thermoplastiques, destinés notamment à la prothèse dentaire, caractérisée en ce qu'on introduit dans un réservoir, par charges successives, lesdites matières destinées à être moulées, et en ce qu'on refoule à force ces matières à travers des canaux adducteurs dans des cavités de moulage de manière que lesdites matières occupent des emplacements prédéterminés dans les cavités, de manière à conférer auxdits objets moulés une structure, une forme et un aspect extérieur déterminés.