Presse à injecter
Les presses à injecter les matières thermoplastiques ont essentiellement pour objet de transformer une matière solide, amorphe et divisée en un article solide et homogène, de forme définie, avec passage intermédiaire de cette matière à l'état pâteux, voire liquide dans certains cas.
Pour cela, brièvement dit, la matière amorphe et divisée alimente un pot d'injection dans lequel elle est poussée par un piston se dépla canut dans l'embouchure de ce pot. La plastification est assurée durant ce trajet grâce à un chauffage extérieur de ce pot, judicieusement calculé et réparti, une torpille placée à l'intérieur de ce dernier permettant une division convenable de la matière. Chaque mouvement du piston provoque un déplacement de la matière et l'introduction dans le moule, qui présente l'empreinte de l'article à obtenir, d'une quantité définie de cette matière. Celle-ci alors se solidifie puis est démoulée pour obtenir la pièce désirée.
La qualité des pièces ainsi obtenues dépend principalement de l'état auquel la matière arrive à l'extrémité du cylindre d'injection et des conditions dans lesquelles elle est introduite dans le moule.
Ces conditions ne peuvent être satisfaites que par une étude judicieuse de l'écoulement de la matière et de sa répartition dans le pot, ainsi que par une bonne disposition du chauffage.
Nombre de presses à injecter actuelles présentent encore divers inconvénients qui en rendent le fonctionnement imparfait. Un but essentiel à atteindre consiste en particulier à obtenir sans chauffage excessif du pot et, par suite sans surchauffe en un point quelconque de la matière, un ramollissement, voire une fu- sion homogène, de la matière. Cela est d'autant plus difficile à obtenir que les matières thermoplastiques sont mauvaises conductrices de la chaleur. On est donc amené à les faire cheminer dans des passages relativement étroits, à la sortie de l'embouchure, entre le pot et la torpille. En opérant ainsi, on crée généralement des pertes de charges importantes qui peuvent nuire au bon remplissage de l'empreinte et provoquer même la formation de bouchons qui s'opposent au déplacement de la matière.
On se trouve donc en présence de deux conditions contradictoires qu'il est nécessaire de concilier pour qu'on puisse injecter convenablement une matière ayant l'homogénéité voulue.
Des résultats tout à fait remarquables sont obtenus si, entre la zone de préchauffage qui se situe dans l'embouchure où se déplace le piston et qui renferme la matière solide et divisée, et la zone extrême du pot qui se termine par la buse et où la matière doit se trouver dans la phase liquide continue, il n'y a pas d'augmentation des pertes de charges par diminution de la section totale des conduits de passage.
L'invention a donc pour objet une presse à injecter les matières thermoplastiques, caractérisée en ce que la section totale des conduits de passage de la matière dans le pot de fusion de la presse reste au moins égale entre l'embouchure du cylindre d'injection et une zone délimitant en son aval, à l'intérieur dudit pot, un volume au moins égal ou légèrement supérieur au volume maximum de matière à injecter en une fois.
Dans la zone où la matière passe à la phase liquide continue, on peut admettre alors une réduction de la section totale pour obtenir une meilleure homogénéité de la matière qui, vu son état, permet une transmission correcte des pressions.
De plus, la puissance de chauffage devra être calculée en fonction de la capacité du pot et répartie convenablement d'après sa forme intérieure.
Une presse ainsi établie fonctionne de manière correcte pendant de longues durées et donne des objets moulés bien homogènes, présentant donc l'optimum de leurs caractéristiques physiques et mécaniques.
On a donné ci-après, à seul titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention, en se référant au dessin ci-annexé, dans lequel
la fig. 1 est une coupe schématique de divers organes d'une telle presse;
les fig. 2, 3 et 4 sont des sections faites suivant ll-ll, sll-m, 1V-I V de la fig. 1
les fig. 5 à 11 représentent, schématiquement, les états de la matière en divers emplacements de son parcours, soit suivant a-a, b-b, c-c, d-d, e-e, f-f, g-g, de la fig. 1.
Selon la fig. 1, le pot 1 d'une presse à injecter, pourvu de ses éléments de chauffage 2 présente une lumière 3 pour l'amenée de la matière solide, amorphe et divisée 4, disposée dans la trémie d'alimentation non figurée.
Le pot comporte un premier alésage ou embouchure 5 dans lequel débouche la lumière 3 et dans cette embouchure 5 se meut le piston 6 qui, en s'effaçant, permet l'admission de la matière dans l'embouchure 5 et, en avançant, provoque son refoulement vers l'aval.
L'embouchure 5 se prolonge par l'intermédiaire d'un raccord 7 avec un alésage de diamètre supérieur 8 à l'intérieur duquel est logée une masse métallique fixe ou torpille 9 centrée sur l'ensemble par des ailettes 10 et 10' assurant son contact avec l'alésage du pot. La partie postérieure 11 de la torpille ou ogive, engagée dans le raccord tronconique du pot, se poursuit par un noyau cylindrique auquel se rattachent les ailettes, et qui comprend trois portions 12, 12' et 12", puis elle s'effile vers l'aval en même temps que l'alésage 8 se raccorde avec un tronc de cône 13 qui, à son tour, rejoint le canal 14 conduisant à la buse d'injection (non figurée).
Les conduits de passage pour la matière à injecter sont ainsi constitués par l'embouchure 5 jusqu'à son raccord conique 7, par les espaces situés entre ce raccord 7 et l'alésage 8, puis le tronc de cône 13, d'une part, et la torpille 9, d'autre part, puis enfin, par le canal 14 conduisant à la buse d'injection.
Selon l'invention, les conduits de passage offrent des sections qui restent au moins égales dans le sens de cheminement de la matière jusqu'au début de la zone définie précédemment, telle que le volume restant en aval jusqu'à la buse soit légèrement supérieur au volume maximum de la quantité de matière à injecter.
Pour cela, par exemple - la section totale des passages situés entre
la partie postérieure 1 1 de la torpille et le
cône 7 est supérieure à la section de l'em
bouchure 5 et est constante; - la section totale des passages situés entre
la partie cylindrique amont 12 de la tor
pille 9 et comportant les nervures 10 et
l'alésage 8 (fig. 2) est supérieure à la pré
cédente et reste constante le long de cette
portion; - la section totale des passages situés entre
la portion cylindrique 12' de ladite torpille
9 et comportant les nervures 10' et l'alé
sage 8 (fig. 3) est encore supérieure à la
précédente et reste constante le long de
cette portion;
pour assurer la première de
ces conditions, les rainures ménagées entre
les nervures 10', ici en nombre plus grand
qu'en amont pour assurer une plus grande
distribution de chaleur, sont creusées plus
profondément que celles se présentant en
tre les nervures 10; - par contre, la section totale des passages
situés entre la portion 12" de ladite tor
pille 9 et comportant les nervures 10' et
le tronc de cône 13, c'est-à-dire situés au
delà de la zone critique définie plus haut
(fig. 4) peut avoir des dimensions inférieu
res à celles de la précédente pour obtenir
une meilleure division de la matière et, par
suite, une fusion régulière.
Les fig. 5 à 1 1 illustrent schématiquement l état de la matière à injecter au fur et à mesure qu'elle progresse dans le pot qui vient d'être décrit dans une presse à injecter selon l'invention.
Selon la fig. 5, la matière commence à se ramollir au contact des parois de l'embouchure 5, mais l'intérieur reste solide.
Selon la fig. 6, le ramollissement s'accentue à la périphérie et le cceur solide diminue de volume.
Selon la fig. 7, le processus est encore plus accentué.
Selon la fig. 8, on a une phase visqueuse ou liquide continue et seuls quelques grains très ramollis - des < r infondus - sont ré
Partis dans cette phase.
Selon la fig. 9, on n'a plus qu'une phase fluide continue.
Selon les fig. 10, 11, le même état se conserve.
Tous les états schématisés sont, bien entendu, ceux qui se présentent au moment de l'injection proprement dite.
I1 va sans dire que ces illustrations ne sont pas absolues et ne sont données que pour bien faire comprendre le processus de transformation de la matière.
De toute façon, on conçoit aisément que dans un tel pot, la matière subit un ramollissement - ou une fusion - très progressif avec des pertes de charge réduites au mini- mum, que les bouchons ou les infondus ne peuvent intervenir si toutes autres conditions de température, de durée, de pression, etc., sont bien observées et qu'on obtient ainsi des objets moulés de parfaite homogénéité, doués des meilleures caractéristiques techniques.