FR2484903A1

FR2484903A1 - Procede et installation pour la fabrication de pieces moulees a paroi mince de matiere synthetique thermoplastique

Info

Publication number: FR2484903A1
Application number: FR8111721A
Authority: FR
Inventors: Johann Georg Hofer
Original assignee: Bellaplast Maschinenbau GmbH
Current assignee: Bellaplast Maschinenbau GmbH
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1981-12-24
Also published as: FR2484903B1; GB2082496A; DE3023086A1; SE8103799L; CH651246A5; GB2082496B

Abstract

SELON L'INVENTION, UNE EXTRUDEUSE 15 RECEVANT DES GRANULES DE MATIERE THERMOPLASTIQUE QU'ELLE COMPRIME ET ECHAUFFE DE FACON CONTINUE JUSQU'A FLUIDITE ALIMENTE UNE FILIERE D'EXTRUSION PLATE 12. LA BANDE 13 SORTANT DE LA FILIERE TRAVERSE UN APPAREIL DE STABILISATION 10 EQUIPE D'AU MOINS UN CYLINDRE A SURFACE LATERALE RUGUEUSE AMENEE EN CONTACT DE L'UNE AU MOINS DES SURFACES A STABILISER DE LA BANDE 13. UNE STABILISATION SECONDAIRE PEUT ETRE EFFECTUEE AU MOYEN D'AU MOINS UN CYLINDRE LISSE. UNE SERIE DE ROULEAUX A RUGOSITE DE SURFACE GRADUEE PEUT ETRE PREVUE AINSI QU'UN DISPOSITIF DE REGLAGE DE LA SURFACE DE CONTACT ENTRE LA BANDE 13 ET CHAQUE ROULEAU, EN FONCTION DE L'EPAISSEUR DE LA BANDE 13. APPLICATION A LA FABRICATION, NOTAMMENT PAR EMBOUTISSAGE OU ESTAMPAGE, DE PIECES MOULEES EN MATIERE THERMOPLASTIQUE.

Description

L'invention concerne un procédé et une ins-

tallation pour la fabrication de pièces moulées de matière synthétique thermoplastique, dans lequel on plastifie la matière en la chauffant et en la comprimant jusqu'à fluidité à l'état très plastique, on l'extrude par une filière sous la forme d'une bande, on met cette bande en contact par ses deux surfaces avec des surfaces conductrices de la chaleur

maintenues à une température prédéterminée, pour la stabili-

ser, on la refroidit et on la consolide sur ses deux régions de surface jusqu'à ce que ces dernières soient résistantes, et, après un traitement superficiel éventuel, qui s'effectue par chauffage des régions de surface depuis l'intérieur de la bande, on soumet la bande ainsi stabilisée à un thermoformage

pour former les pièces moulées.

La fabrication de pièces moulées de matière synthétique thermoplastique par un procédé de ce genre est déjà connue par la demande examinée de brevet allemand n0 2 252 219. Dans ce procédé, on chauffe la matière extrudée à une température particulièrement élevée et on la plastifie fortement, de sorte que lors de l'extrusion, elle seécoule de la filière comme lors d'une coulée. Une telle extrusion à une haute température de la matière avec un degré élevé de plastification n'est possible que parce que, selon le document précité, la bande extrudée, immédiatement après avoir quitté la filière plate, est recueillie, pour la stabiliser sur ses deux surfaces, par des surfaces de stabilisation et de

refroidissement lisses, maintenues à une température prédé-

terminée et ainsi, se refroidit et se consolide, sur ces deux surfaces, au contact de ces surfaces lisses conductrices de la chaleur, jusqu'à devenir résistante. L'aptitude à la déformation par thermoformage de la bande ainsi refroidie et consolidée en ses régions superficielles n'est pas amoindrie puisque, pendant son transfert au poste de thermoformage,

il s'effectue sur ses deux régions superficielles, par conduc-

tion de chaleur depuis l'intérieur de la bande resté à la température d'extrusion, un retour ou un conditionnement à une température superficielle appropriée au thermoformage, si on laisse à la bande l'occasion de subir ce processus entre la stabilisation et le thermoformage. Toutefois, il est apparu un inconvénient, à savoir que lorsqu'on extrude des bandes relativement minces, et en particulier lorsqu'on fa- brique des pièces moulées à paroi très mince, la paroi de la pièce moulée présente sur toute la surface une formation de stries. Relativement à cela, l'invention a pour but

de fournir un procédé et une installation pour la stabilisa-

tion de la bande venant de la filière d'extrusion, dans les-

quels, la bande qu'il s'agit de stabiliser à l'état plasti-

que est fixée mécaniquement sur le cylindre de refroidisse-

ment, transversalement à sa direction d'avancement.

Selon l'invention, ce problème est résolu

grâce au fait que, lors de la stabilisation, la bande extru-

dée par la filière est guidée par au moins une surface sur au moins une surface de refroidissement rugueuse et qu'elle est amenée en contact seulement avec les pointes de rugosité

formées dans ces surfaces de refroidissement.

L'idée à la base de l'invention est que la formation de stries, mentionnée plus haut, doit visiblement

être attribuée à la constitution lisse des surfaces de re-

froidissement utilisées lors de la stabilisation de la bande coulée. Etant donné que les surfaces de refroidissement sont exécutées sous forme polie, la feuille de matière synthétique venant de la filière plate ne peut pas s'ancrer sur cette surface lisse pour s'opposer aux tensions de retrait ou de contraction qui se produisent, pendant le refroidissement, transversalement à la direction de mouvement. A cause de ces tensions de retrait, il se produit, au sein de la bande, une formation de plis qui conduit aux stries mentionnées plus haut. Un autre inconvénient de la forme polie de la surface

des cylindres de refroidissement est que les vapeurs de mo-

nomère qui se forment contribuent, entre la bande extrudée et la surface du cylindre de refroidissement, à la formation de bulles, et donc également à une moins bonne qualité

de la paroi de la pièce moulée.

De façon surprenante, il est apparu que les cylindres de refroidissement à surface rugueuse assurent pendant la stabilisation, grâce aux pointes de rugosité,, une fixation de la feuille de matière synthétique extrudée. Cette fixation de la bande à stabiliser, transversalement à sa direction de mouvement, est assurée par le fait que la feuille de matière synthétique s'ancre de façon appropriée sur la surface rugueuse d'un cylindre de refroidissement et

s'oppose ainsi aux tensions de retrait pendant la stabilisa-

tion. L'empreinte laissée par le cylindre rugueux sur la

bande à stabiliser est éliminée, dans l'appareil de thermo-

formage, grâce au coeur plastique de la bande à stabiliser, Il se produit une coopération fonctionnelle, à savoir une action visiblement hydraulique de la matière plastique du

coeur sur les régions superficielles similaires à une crotes.

Il en résulte un formage très précis et particulièrement fer-

me, épousant la surface du poinçon, et, par suite, l'emprein-

te de la rugosité du cylindre est éliminée. De façon tout aussi avantageuse, la surface rugueuse du cylindre peut absorber les vapeurs de monomère, qui se forment pendant le travail et empêcher ainsi la formation de bulles pendant la

stabilisation. Etant donné l'application ponctuelle avanta-

geuse de la bande extrudée, le refroidissement de celle-ci ne s'effectue pas non plus aussi brusquement, ce qui, à nouveau, a des répercussions avantageuses sur l'aptitude à la

transformation ultérieure.

De façon particulièrement avantageuse, la bande extrudée par la filière peut être guidée par chacune

de ses deux surfaces sur au moins une surface de refroi-

dissement rugueuse, et être amenée en contact seulement avec

les pointes de rugosité formées sur ces surfaces de refroi-

dissement. Selon un autre mode d'exécution avantageux, à la suite de la stabilisation primaire sur des surfaces

de refroidissement rugueuses, on peut opérer une stabilisa-

tion secondaire au moyen de surfaces de refroidissement lisses.

"1 Avantageusement aussi, dans la fabrication de pièces moulées en polystyrène par exemple, l'extrusion de la bande peut

s'effectuer à environ 2400C et la stabilisation sur des sur-

faces de refroidissement rugueuse ou première stabilisation peut s'effectuer entre 210 et 230'C environ. Le procédé selon l'invention peut être mis

en oeuvre avec une installation comportant au moins une extru-

deuse capable de recevoir une matière thermoplastique sous forme granulée et de la comprimer et de la chauffer de façon continue jusqu'à fluidité, une filière d'extrusion sous forme de filière plate faisant suite à la ou aux extrudeuses et munie de dispositifs de régulation de température, un appareil faisant suite à la filière pour la stabilisation d'au moins une surface de la bande venant de la filière et un appareil de thermoformage pour la formation de pièces moulées dans la bande par emboutissage ou estampage et des dispositifs pour

découper les pièces moulées dans la bande.

Selon l'invention, une installation de ce genre est caractérisée en ce que l'appareil de stabilisation

est équipé d'un cylindre rugueux ou de plusieurs cylindres ru-

gueux disposés en série, pour la stabilisation primaire de la

bande sortant de la filière, au moins sur l'une de ses surfaces.

Selon un autre mode d'exécution avantageux,

dans l'appareil de stabilisation peuvent être disposés,à la sui-

te du ou des cylindres rugueux, un ou plusieurs cylindres

polis servant à la stabilisation secondaire.

Dans un autre mode d'exécution possible, les cylindres rugueux disposés en série dans la direction de mouvement de la bande peuvent être échelonnés entre eux avec une profondeur de rugosité de plus en plus petite, et le dernier cylindre, disposé à la sortie de l'appareil de stabilisation, peut correspondre pratiquement à un cylindre poli.

Le cylindre rugueux peut présenter par exem-

ple une profondeur de rugosité de 30 à 70Cem, de préférence de 50 um. Toutefois, la-profondeur de rugosité du ou des cylindres peut, dans chaque cas d'espèce, être adaptée à la matière à travailler et à la matière du cylindre. Il est

particulièrement avantageux que la surface latérale cylindri-

que rugueuse du ou des cylindres ait subi un traitement de surface. En vertu de la bonne conductivité thermique de

l'aluminium, on obtient des avantages lorsque la surface la-

térale cylindrique des cylindres est en aluminium. Dans le cas de ces cylindres à surface en aluminium, un traitement

d'amélioration de surface est par exemple l'anodisation dure.

La rugosité de la surface circonférentielle des cylindres peut être réalisée de diverses façons, par exemple mécaniquement, notamment par sablage, mais aussi d'une autre façon, par exemple par corrosion, érosion, projection

de métal etc. Si le dépolissage donne naissance éventuelle-

ment à de trop fortes pointes de rugosité, on peut facilement aplatir celles-ci, par exemple au moyen d'un ruban émerisé à grain fin. Si les cylindres de l'appareil de stabilisation

sont raccordés à un système d'agent de refroidissement ré-

glable, on peut très facilement absorber les variations de l'effet de refroidissement, résultant de la rugosité de la

surface, en réglant les cylindres à une température convena-

blement modifiée. Une autre possibilité d'absorber les va-

riations de l'effet de refroidissement des cylindres, qui se produisent par suite de la rugosité de la surface, consiste à régler convenablement la vitesse de rotation des cylindres dans l'appareil de stabilisation si l'avancement de la bande, et donc aussi l'appareil de stabilisation, dépendent d'un entraînement réglable, de préférence réglable de façon continue. Des exemples d'exécution de l'invention sont expliqués plus précisément ci-après, en référence aux dessins sur lesquels:

la figure 1 est une représentation schéma-

tique du déroulement du procédé de fabrication de pièces moulées à paroi mince en matière synthétique thermoplastique;

la figure 2 montre un appareil de stabilisa-

tion de la bande de matière synthétique extrudée; la figure 3 un appareil de stabilisation selon un autre mode d'exécution et

la figure 4 est une coupe partielle forte-

ment agrandie d'un cylindre rugueux de l'appareil de stabi-

lisation. Dans le procédé de fabrication de pièces moulées de matière synthétique thermoplastique, tel qu'il

est illustré par la figure 1, on utilise au moins une extru-

deuse 15, qui amène la matière synthétique thermoplastique à une filière d'extrusion 12, sous forme de filière plate, munie de dispositifs de régulation de température. La bande 13 venant de la filière 12 est amenée, aussitôt qu'elle a quitté la filière 12, à un appareil de stabilisation 10 décrit plus en détail ci-après. A la suite de l'appareil de stabilisation 10 vient un appareil 16 servant à transformer

l'avancement continu de la bande 13 en un avancement inter-

mittent ou pas à pas. La bande de matière synthétique 13, qui avance par intermittence, est déformée dans un appareil de thermoformage 17, par exemple par emboutissage. Les pièces moulées ainsi formées dans la bande de matière synthétique 13 sont séparées de celle-ci dans un appareil de découpage 19. Le reste de la bande est conduit à un poste collecteur

, qui peut contenir un appareil de fragmentation. La ma-

tière granulée venant de l'appareil de fragmentation peut alors être à nouveau conduite à l'extrudeuse 15 en passant

par un doseur 21.

La figure 2 montre un mode d'exécution de

l'appareil de stabilisation 10, qui stabilise sur sa surfa-

ce, par refroidissement, la bande 13 venant de la filière 12. La bande 13 à stabiliser passe par une disposition de

cylindres de refroidissement 11, 14, le cylindre de refroi-

dissement Il étant rugueux sur sa surface latérale cylindri-

que et le cylindre de refroidissement 14 étant poli sur sa surface latérale cylindrique. Comme on peut le voir plus précisément par la figure 4, le cylindre 11, rugueux sur sa surface, fixe, au moyen de ses pointes de rugosité aplaties 22, la bande 13, venant de la filière 12 et qui se trouve

encore dans un état fortement plastique. Ces pointes de rugo-

sité 22 s'ancrent dans la bande plastifiée 13 de telle sorte qu'elle est fixée dans sa direction transversale de manière

à s'opposer aux tensions de retrait, qui se produisent et-

qui causeraient une formation correspondante de plis. Le cy-

lindre rugueux 11, par exemple en aluminium, peut présenter

une profondeur de rugosité de 30 à 70 Lm. La surface latéra-

le cylindrique du cylindre 11, par exemple en aluminium, est dépolie par sablage et, après le sablage, on aplatit légèrement les pointes de rugosité 22 ainsi formées, par un moyen mécanique, par exemple au moyen d'un ruban émerisé à

grain fin, après quoi on effectue une oxydation anodique dure.

Comme on peut le voir sur la figure 2, un cylindre poli 14 est disposé, à l'intérieur d'un guide 23e de façon réglable sur un secteur circulaire correspondant à un angle-au centre d'environ 900 autour du centre du cylindre de refroidissement rugueux opposé 11. La disposition en trait mixte du cylindre 14' et le parcours en trait mixte de la bande 13 permettent de voir qu'en réglant le cylindre poli

14, on fait varier le passage de la bande 13 autour des cy-

lindres de refroidissement Il et 14, et donc la longueur de

la surface de contact entre les cylindres Il et 14 et la ban-

de 13. Un tel cylindre poli 14 faisant suite au cylindre ru-

gueux 11 doit être utilisé lorsque le cylindre rugueux 11 pré-

sente une grande profondeur de rugosité.Grace à ce cylindre po-

li 14 placé à la suite,l'empreinte de la surfacerugueuse du cylin-

dre 11 est pratiquement éliminée. A la suite de l'appareil de stabilisation 10 vient alors l'appareil 16, qui transforme

un mouvement continu de la bande 13 en un mouvement inter-

mittent.

La figure 3 montre une variante de l'appa-

reil de stabilisation 10. Une bande 13 venant de la filière 12, est également guidée, en vue de la stabilisation de sa

surface, sur un certain nombre de cylindres dépolis 11, dis-

posés en série, qui sont échelonnés entre eux, quant à leur

profondeur de rugosité, de telle sorte que le dernier cy-

lindre, disposé à la sortie de l'appareil de stabilisation

, présente la profondeur de rugosité d'un cylindre poli 14.

Les cylindres 11 représentés sur la figure 3, qui sont régla-

bles suivant les flèches doubles 24 et 25 entre la position représentée en trait mixte L1' et la position en trait plein, servent à faire varier l'angle d'enlacement de la bande 13 sur les cylindres 11 et 14. Par suite, on règle la longueur des surfaces de contact de la bande 13, de façon telle qu'une stabilisation selon l'épaisseur de la

bande 13 soit toujours possible. Dans un autre mode d'exé-

cution, non représenté, l'appareil de stabilisation 10 est seulement formé de cylindres uniformément rugueux 11 qui, de même que les modes d'exécution des figures 2 et 3, sont

raccordés à un système réglable d'agent de refroidissement.

Selon le degré de stabilisation voulu, on refroidit en con-

séquence les cylindres 1h et 14. Par suite de l'application ponctuelle de la bande 13 sur la surface du cylindre dépoli 11, on évite un refroidissement trop brusque à la suite de la bande 13. Grace à ce refroidissement plus modéré de la bande 13, on évite de plus grandes tensions de retrait dues

au refroidissement.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Procédé pour la fabrication de pièces moulées de matière synthétique thermoplastique, dans lequel on plastifie la matière en la chauffant et en la comprimant jusqu'à fluidité à l'état très plastique, on J'extrude par une filière (12) sous la forme d'une bande (13), on met cette bande (13) en contact par ses deux surfaces avec des surfaces

conductrices de la chaleur (11, 14) maintenues à une tempé-

rature prédéterminée, pour la stabiliser, on la refroidit et on la consolide sur ses deux régions de surface jusqu a ce

que ces dernières soient résistantes, et, après un traite-

ment superficiel éventuel, qui s'effectue par chauffage des régions de surface depuis l'intérieur de la bande (13), on soumet la bande ainsi stabilisée à un thermoformage (17) pour former les pièces moulées, procédé caractérisé en ce que,

lors de la stabilisation, la bande (13) extrudée par la fi-

lière (12) est guidée par au moins une surface sur au moins une surface de refroidissement-rugueuse (11) et qu'elle est amenée en contact seulement avec les pointes de rugosité (22) formées dans ces surfaces de refroidissement (11)0

2.- Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la bande (13) extrudée par la filière (12) est guidée par chacune de ses deux surfaces sur au moins une surface de refroidissement rugueuse (11) et est amenée en contact seulement avec les pointes de rugosité (22) formées

dans ces surfaces de refroidissement (11).

3.- Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'à la suite de la stabilisation primaire sur une surface de refroidissement rugueuse (11), on effectue

une stabilisation secondaire au moyen de surfaces de refroi-

dissement lisses (14).

4.- Installation pour la mise en oeuvre du

procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

comportant au moins une extrudeuse (15) capable de recevoir

une matière thermoplastique sous forme granulée et de la com-

primer et de la chauffer de façon continue jusqu'à fluidité une filière d'extrusion (12) sous forme de filière plate

faisant suite à la ou aux extrudeuses (15) et munie de dis-

positifs de régulation de température, un appareil (10) fai-

sant suite à la filière (12) pour la stabilisation d'au moins une surface de la bande (13) venant de la filière (12) et un appareil de thermoformage (17) pour la formation de pièces moulées dans la bande (13) par emboutissage ouEstampage et des dispositifs (19) pour découper les pièces moulées

dans la bande (13), installation caractérisée en ce que l'ap-

pareil de stabilisation (10) est équipé d'un cylindre ru-

gueux (11) ou de plusieurs cylindres rugueux (11) disposés en série, pour la stabilisation primaire de la bande (13)

sortant de la filière (12), au moins sur l'une de ses surfaces.

5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que dans l'appareil de stabilisation (10) sont disposés, à la suite du ou des cylindres rugueux (11),

un ou plusieurs cylindres polis (14) servant à la stabilisa-

tion secondaire.

6.-Installakn selon la revendication 4, caractériséeen ce que les cylindres rugueux (11), disposés en série dans la direction de mouvement de la bande (13), sont échelonnés entre eux avec une profondeur de rugosité de plus en plus petite et que le dernier cylindre (14), disposé à la sortie de l'appareil de stabilisation (10), correspond

pratiquement à un cylindre poli (14).

7.- Installation selon l'une quelconque des

revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que la sur-

face latérale cylindrique rugueuse des cylindres (11, 14),

a subi un traitement de surface.

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