FR2976208A1

FR2976208A1 - Procede de demoulage d'une piece et machine de moulage

Info

Publication number: FR2976208A1
Application number: FR1155076A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Gravier; Georges Kapelski; Jean-Jacques Blandin; Charles Josserond
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Institut Polytechnique de Grenoble; Universite Joseph Fourier Grenoble 1
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Institut Polytechnique de Grenoble; Universite Grenoble Alpes
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-14
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: WO2012168147A1; FR2976208B1; US20140166228A1; EP2718045B1; US9505055B2; EP2718045A1; JP2014515992A

Abstract

Procédé de démoulage et machine de moulage d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, conformée dans une cavité d'un moule comprenant au moins deux parties de moule (3, 4) délimitant entre elles cette cavité de conformation (5), comprenant : une ouverture du moule par écartement desdites parties de moule (3, 4), une projection locale à l'aide d'au moins une buse (9) d'un gaz de refroidissement en direction de la pièce restée dans une partie de moule, et, après un délai déterminé suivant le début de la projection du gaz, l'éjection de la pièce de cette partie du moule.

Description

GRB10-4459FR 1 Procédé de démoulage d'une pièce et machine de moulage

La présente invention concerne le domaine de la conformation de pièces, en particulier de pièces en verres métalliques.

Actuellement, lorsque l'on conforme une pièce dans un moule, que ce soit d'une pièce obtenue dans un moule d'injection ou dans un moule de formage à chaud, on refroidit le moule, on ouvre le moule pour refroidir la pièce et on éjecte, à l'aide d'un éjecteur, la pièce de la partie de moule dans laquelle cette pièce reste lors de l'ouverture du moule. Le refroidissement du moule, et donc de la pièce, doit être déterminé de telle sorte que la pièce, et éventuellement le moule, ne soient pas endommagés lors de l'éjection. Dans la pratique, notamment lorsque les pièces sont en un verre métallique et de petites tailles, en particulier inférieures au centimètre cube (cm3), cette manière de faire pose de réelles difficultés qui sont dues au besoin d'obtenir un refroidissement rapide pour éviter le risque de cristallisation de la matière, et aux risques de déformation de la pièce résultant des effets de coincement de la pièce dans la partie du moule et des efforts appliqués par l'éjecteur, dus en particulier à la différence entre le coefficient de dilatation du moule et celui de la pièce. En outre, les cycles de fabrication sont longs et donc coûteux. La présente invention a pour but de réduire, voire d'éliminer les inconvénients exposés ci-dessus. Il est proposé un procédé de démoulage d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, conformée dans une cavité d'un moule comprenant au moins deux parties de moule délimitant entre elles cette cavité de conformation. Le procédé proposé comprenant, une ouverture du moule par écartement desdites parties de moule, une projection locale d'un gaz de refroidissement en direction de la pièce restée dans une partie de moule, et, après un délai déterminé suivant le début de la projection du gaz, l'éjection de la pièce de cette partie du moule. 30 Le procédé peut comprendre l'arrêt de la projection du gaz avant l'éjection de la pièce. Le procédé peut comprendre l'éjection de la pièce au cours de la projection du gaz.

Le procédé peut comprendre le maintien du moule à une température comprise entre la température de transition vitreuse et la température de fusion de la matière constituant la pièce. I1 est également proposé un procédé de conformation d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, qui comprend le procédé de démoulage précité et, antérieurement, la fusion d'une quantité de matière et l'injection de cette quantité de matière à l'état de fusion dans ladite cavité de conformation lorsque les parties de moule sont accouplées pour conformer la matière à la forme de la cavité de conformation.

I1 est également proposé un procédé de conformation d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, qui comprend le procédé de démoulage précité et, antérieurement, la mise en place d'une quantité de matière dans une partie en creux de l'une des parties du moule, et l'accouplement des parties de moule pour conformer par matriçage la matière à la forme de la cavité de conformation. I1 est également proposé une machine de moulage qui comprend un moule comprenant au moins une première et une seconde parties de moule délimitant entre elles, lorsqu'elles sont accouplées, une cavité de conformation d'une pièce ; au moins un moyen d'éjection pour extraire la pièce de l'une desdites parties de moule ; et au moins une buse de projection d'un gaz présentant au moins un orifice de sortie, cette buse de projection étant montée sur des moyens de déplacement aptes à déplacer la buse entre une position de retrait dans laquelle les parties de moule peuvent être accouplées et écartées et une position avancée dans laquelle, lorsque les parties de moule sont écartées, l'orifice de sortie de la buse est placé en direction de et dans le voisinage de la pièce restée dans une partie de moule.

Une machine de moulage selon la présente invention va maintenant être décrite à titre d'exemple non limitatif, illustrée par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente en coupe partielle la machine de moulage, le moule de cette machine étant fermé ; - la figure 2 représente en coupe partielle la machine de moulage, le moule de cette machine étant ouvert ; et - la figure 3 représente une machine d'injection incluant la machine de moulage.

Comme illustré sur les figures 1 et 2, une machine de moulage 1 comprend un moule 2 formé par exemple de deux parties de moule 3 et 4 qui délimitent entre elles une cavité de conformation 5. Cette cavité 5 peut être délimitée par des parties en creux 3a et 4a aménagées dans les parties de moule 3 et 4. Les parties de moule 3 et 4 sont équipées de moyens de chauffage 6 et 7 formés par exemple par des résistances électriques. Par exemple, la partie de moule 4 est équipée d'un éjecteur coulissant 8 pouvant être actionné par un vérin 8a. La machine de moulage 1 comprend en outre une buse 9 de projection d'un gaz de refroidissement, qui est portée par un mécanisme de déplacement 10, par exemple de translation ou de rotation. Sous l'effet du mécanisme de déplacement 10, la buse 9 peut être déplacée entre une position de retrait dans laquelle les parties de moules 3 et 4 peuvent être accouplées (figure 1) ou écartées (figure 2) l'une de l'autre et une position avancée dans laquelle, les parties de moule 3 et 4 étant écartées (figure 2), la partie d'extrémité libre de la buse 9 peut être introduite entre les parties de moule 3 et 4 jusqu'à une position telle que son orifice d'extrémité 9a soit à faible distance de et orientée vers, par exemple, la partie en creux 4a de la partie de moule 4. La buse 9 est reliée à une source 11 d'un gaz de refroidissement.

La machine de moulage 1 peut fonctionner et être utilisée de la manière suivante. Comme illustré sur la figure 1, les parties de moule 3 et 4 sont accouplées et sont à une température de conformation. Une pièce P est conformée dans la cavité 5. Cette pièce P peut résulter d'une injection d'une quantité de matière dans la cavité 5 du moule 2 fermé ou d'un matriçage dans cette cavité par déplacement de parties de moule 3 et 4. La buse 9 est à sa position de retrait. Pour le démoulage de la pièce P, on peut procéder de la manière suivante. On procède à l'ouverture du moule 2 en écartant les parties de moule 3 et 4. La pièce P reste dans la partie en creux 4a de la partie de moule 4. 20 Ensuite, on position avancée. La Ensuite, on sous pression depuis vers la pièce P et en moule 4, de façon à pièce P. Ensuite, onprocède à la mise en place de la buse 9 dans sa position illustrée sur la figure 2 est atteinte. alimente la buse 9 d'un gaz de refroidissement la source 11 de telle sorte que ce gaz soit projeté partie contre la zone environnante de la partie de produire un refroidissement local qui refroidit la

actionne l'éjecteur 8 sous l'effet du vérin 8a de façon à extraire la pièce P de la partie en creux 4a de la partie de moule 4. Les opérations de démoulage décrites ci-dessus peuvent être 25 réalisées sans couper les moyens de chauffage 6 et 7, de telle sorte que, après un éventuel nettoyage, le moule 2 est immédiatement prêt pour la conformation d'une nouvelle pièce P. La mise en oeuvre des étapes ci-dessus de démoulage peut être contrôlée en température et temporellement. Ce contrôle peut dépendre 30 de la forme et de la taille de la pièce P, de la température du moule 2 et de la vitesse de refroidissement souhaitée de la pièce P. Dans le cas où la pièce P est en une matière présentant une température de transition vitreuse, par exemple un verre tel qu'un verre d'oxyde, un verre métallique ou un polymère, la température du moule 2, dans l'environnement de la cavité 5, est comprise entre la température de transition vitreuse et la température de fusion de la matière constituant la pièce P de façon que la pièce P soit suffisamment malléable tout en conservant le caractère amorphe de la matière la constituant, c'est-à-dire sans provoquer une cristallisation de la matière. La température du moule 2 peut être contrôlée par une boucle de régulation incluant un capteur de température judicieusement placé sur le moule 2. On peut fixer une température et une vitesse ou un débit du gaz de refroidissement au travers de l'orifice d'extrémité 9a de la buse 9, une durée de la projection du gaz de refroidissement par cette buse 9 au terme de laquelle l'éjecteur 8 sera actionné ou une durée séparant le début de cette projection et le moment de l'actionnement de l'éjecteur 8.

La température atteinte au moment de l'éjection peut être inférieure à la température de transition vitreuse de la matière constituant la pièce P. Par exemple, si la pièce P est en verre métallique à base de magnésium, par exemple de composition Mg65Cu25Gdio (composition indiquée en pourcentages atomiques), la température du moule 2 peut être comprise entre 140°C et 430°C. Si la pièce est en verre métallique à base zirconium, par exemple de composition Zr52,5Cu27A110Ni8Ti2,5 (composition indiquée en pourcentages atomiques), la température du moule 2 peut être comprise entre 400°C et 600°C. La température du gaz de refroidissement, par exemple de l'azote, peut être comprise entre -195°C et 20°C. L'espace de temps entre le début de la projection du gaz de refroidissement et le moment de l'actionnement de l'éjecteur 8 peut être compris entre 0,1 seconde et 10 secondes. Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 3, une machine d'injection 100 comprend la machine de moulage 1 dans une position telle que le plan de joint des parties de moule 3 et 4 soit disposé verticalement. La machine d'injection 100 comprend en outre un appareillage d'injection 101, associé à la partie de moule 3 et permettant d'injecter une quantité de matière B dans la cavité de conformation 5, lorsque le moule 2 est fermé, par exemple grâce au pousseur à piston 102. Un appareillage d'alimentation 103 est associé à l'appareillage d'injection 101 dans le but de placer successivement une quantité de matière dans le canal du pousseur 102. La machine d'injection 100 comprend également un mécanisme 104 permettant de déplacer horizontalement la partie de moule 4 par rapport à la partie de moule 3. La machine d'injection 100 comprend également un bac de récupération 105 placé au-dessous du plan de joint des parties de moule 3 et 4, afin de récupérer les pièces P après leur éjection et démoulage comme décrit précédemment. Selon une autre variante de réalisation, une machine de matriçage pourrait comprendre la machine de moulage 1 dans une position telle que le plan de joint des parties de moule 3 et 4 soit disposé horizontalement, la partie de moule 3 étant placée au-dessus de la partie de moule 4. La machine de matriçage pourrait comprendre un mécanisme permettant de déplacer verticalement les parties de moule 3 et 4 l'une par rapport à l'autre. Cette machine de matriçage pourrait fonctionner de la manière suivante. Le moule 2 étant ouvert et à la température souhaitée, un mécanisme pourrait placer une bille de matière B dans la partie en creux 4a de la partie de moule 4. Ensuite, le mécanisme de déplacement vertical pourrait rapprocher les parties de moule 3 et 4 jusqu'à la fermeture totale du moule 2, de façon à conformer la bille de matière B à la forme de la cavité de conformation 5.

Ensuite, le mécanisme de déplacement vertical pourrait écarter les parties de moule 3 et 4 pour ouvrir le moule 2. Puis, les étapes de mise en place de la buse 9, de projection d'un gaz de refroidissement, de démoulage et d'éjection de la pièce P conformée dans la cavité de conformation 5 pourraient être exécutées comme décrit précédemment. Selon une variante de réalisation, on pourrait prévoir plusieurs buses 9 dont les orifices de sorties 9a pourraient être disposés à la périphérie de la pièce P en vue du refroidissement de cette dernière. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles, sans sortir du cadre défini par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de démoulage d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, conformée dans une cavité d'un moule comprenant au moins deux parties de moule (3, 4) délimitant entre elles cette cavité de conformation (5), comprenant : une ouverture du moule par écartement desdites parties de moule (3, 4), une projection locale d'un gaz de refroidissement en direction de la pièce restée dans une partie de moule, et, après un délai déterminé suivant le début de la projection du gaz, l'éjection de la pièce de cette partie du moule.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'arrêt de la projection du gaz avant l'éjection de la pièce.
3. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'éjection de la pièce au cours de la projection du gaz.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moule est maintenu à une température comprise entre la température de transition vitreuse et la température de fusion de la matière constituant la pièce.
5. Procédé de conformation d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, comprenant le procédé de démoulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, et comprenant, antérieurement, la fusion d'une quantité de matière et l'injection de cette quantité de matière à l'état de fusion dans ladite cavité de conformation lorsque les parties de moule (3, 4) sont accouplées pour conformer la matière à la forme de la cavité de conformation (5).
6. Procédé de conformation d'une pièce, en particulier en une matière présentant une température de transition vitreuse, comprenant le procédé de démoulage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, et comprenant, antérieurement, la mise en place d'une quantité de matière dans une partie en creux de l'une des parties du moule, etl'accouplement des parties de moule (3, 4) pour conformer par matriçage la matière à la forme de la cavité de conformation (5).
7. Machine de moulage comprenant : un moule comprenant au moins une première et une seconde parties de moule (3, 4) délimitant entre elles, lorsqu'elles sont accouplées, une cavité de conformation (5) d'une pièce, au moins un moyen d'éjection (8) pour extraire la pièce de l'une desdites parties de moule, et au moins une buse (9) de projection d'un gaz présentant au moins un orifice de sortie (9a), cette buse de projection étant montée sur des moyens de déplacement (10) aptes à déplacer la buse entre une position de retrait dans laquelle les parties de moule peuvent être accouplées et écartées et une position avancée dans laquelle, lorsque les parties de moule sont écartées, l'orifice de sortie de la buse est placé en direction de et dans le voisinage de la pièce (P) restée dans une partie de moule (4).