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Procédé de moulage d'une charnière plastique et charnière obtenue par ce procédé. Download PDF

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Abstract

Procédé de moulage par injection d'une charnière plastique qui consiste à injecter dans un moule (6) un premier matériau thermoplastique souple (7), caractérisé par le fait que l'on étrangle de manière connue en soi dans le moule (6) la répartition du matériau (7) avant d'y injecter un second matériau thermoplastique rigide (10) compatible avec le premier (7) mais de viscosité différente.

Description

PROCEDE DE MOULAGE D'UNE CHARNIERE PLASTIOUE ET
CHARNIERE OBTENUE PAR CE PROCEDE
L'invention concerne un procédé de moulage d'une charnière plastique et une charnière obtenue par ce procédé.
L'invention concerne plus particulièrement un procédé de moulage qui consiste à injecter dans un moule un premier matériau thermoplastique souple. fl est connu d'utiliser des procédés de moulage de matériaux thermoplastiques afin de réaliser des charnières plastiques constituées par un seul matériau. Les charnières mono-matière ainsi moulées sont soit réalisées en un matériau souple ce qui ne les rend pas utilisables dans de nombreux domaines exigeant une certaine rigidité, soit en matériau rigide répondant à la condition précitée mais qui entraîne une disposition à la rupture après des pliages répétés.
L'invention a pour objet un procédé permettant la réalisation d'une charnière résistant à de très nombreux pliages mais dont les charnons possèdent une rigidité importante.
L'invention a également pour objet des charnières plastiques réalisées par un procédé de moulage par injection dont la solidité et la fiabilité leur permet d'être utilisées dans des applications telles que des volets de chauffage, des pédales d'accélération, des boîtiers de connexion etc notamment dans le domaine automobile.
Selon l'invention, on étrangle de manière connue en soi dans le moule la répartition du matériau avant d'y injecter un second matériau thermoplastique rigide compatible avec le premier mais de viscosité différente.
Avantageusement, les deux injections successives sont réalisées par une même buse d'injection.
Afin de fermer l'enveloppe constituée par le premier matériau souple, l'injection du second matériau thermoplastique rigide est suivie d'une nouvelle injection du premier matériau thermoplastique souple.
Selon une autre caractéristique, le matériau thermoplastique souple est constitué par du polypropylène.
Selon une variante de réalisation du procédé, le matériau rigide est constitué par du polypropylène chargé de fibres.
Avantageusement, le matériau thermoplastique rigide est constitué par du polypropylène chargé de fibres de verre.
Selon une autre variante de réalisation du procédé, le matériau thermoplastique rigide est constitué par du polypropylène comportant une charge minérale.
Préférentiellement, la charge minérale est constituée par du talc.
La charnière obtenue par le procédé conforme à l'invention, est constituée par deux matériaux thermoplastiques dont le premier souple forme une peau et dont le second rigide est situé au coeur de la charnière, et la zone de flexion de la charnière est essentiellement constituée par le matériau thermoplastique souple.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation du procédé de moulage en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une représentation schématique de la première étape du procédé, - la figure 2 est une représentation schématique de la deuxième étape du procédé, - la figure 3 est une représentation perspective de la charnière obtenue par le procédé.
Le procédé de moulage par injection d'une charnière plastique comporte au moins deux étapes dont la première représentée à la figure 1 consiste à injecter dans un moule 6 un premier matériau thermoplastique souple 7 par une buse d'injection 8.
On étrangle dans le moule 6 la répartition du matériau 7 de manière connue en soi, qui peut être à titre d'exemple la forme même du moule 6 comportant alors un étranglement 9. Il est nécessaire d'injecter le premier matériau thermoplastique souple 7 avec une pression suffisante pour que ce dernier soit poussé au delà dudit étranglement 9.
Dès que le matériau souple 7 a été injecté dans la proportion désirée, on injecte dans une seconde étape représentée à la figure 2, par la même buse d'injection 8 un second matériau thermoplastique rigide 10 compatible avec le matériau souple 7.
Le matériau thermoplastique rigide 10 peut être compatible chimiquement ou thermiquement avec le matériau thermoplastique souple 7 dans le but de permettre l'adhérence des deux couches que formeront ces matériaux.
Le matériau rigide 10 ainsi injecté, sous la pression qu'il subit, avance dans le moule 6 enveloppé au sein du matériau souple 7, et se répartit au coeur du moule 6.
Ce mouvement relatif de l'un des matériaux par rapport à l'autre est rendu possible par la différence de viscosité des deux matériaux. Il est également fonction de la pression à laquelle chacun des matériaux est soumis et de leur vitesse d'injection respective.
Du fait de l'étroitesse de la zone d'étranglement 9, le matériau rigide 10 ne demeure pas ou en très faible épaisseur dans cette zone, ainsi y demeure essentiellement le matériau souple 7.
Selon une variante de réalisation du procédé, ces deux étapes sont suivies d'une nouvelle étape d'injection du premier matériau thermoplastique souple 7 afin de fermer, en extrémité du moule 6 à proximité de la buse d'injection 8, l'enveloppe constituée par le matériau souple 7 autour du matériau rigide 10. Cette enveloppe constitue une peau pour la charnière 5 qui sera ainsi réalisée.
Cette étape supplémentaire est effectuée en particulier dans un but esthétique lorsque les charnières réalisées sont visibles dans le montage où elles s'insèrent.
On utilisera préférentiellement du polypropylène comme matériau souple 7, en effet ce dernier présente des propriétés d'élasticité avantageuses pour la réalisation d'une charnière ainsi que des facilités de moulage.
Bien entendu le polypropylène est cité à titre d'exemple non limitatif, d'autres matériaux thermoplastiques souples peuvent être utilisés dans le procédé de moulage.
Afin de s'assurer de la bonne compatibilité des matériaux souple et rigide, on pourra utiliser un matériau rigide 10 constitué par du polypropylène chargé. Là encore cet exemple n'est pas limitatif, d'autres matériaux rigides conviennent.
En fonction des caractéristiques souhaitées pour la charnière 5, le choix du matériau rigide 10 s'orientera vers du polypropylène chargé de fibres telles que des fibres de verre, ou du polypropylène comportant une charge minérale telle que du talc.
La charnière 5 ainsi obtenue, représentée à la figure 3, est constituée par deux matériaux dont le premier souple 7, tel que du polypropylène, forme une peau et dont le deuxième rigide 10, tel que du polypropylène chargé de talc, est situé au coeur de la charnière 5.
Les pointillés de la figure 3 représentent le charnon 52 lorsque la charnière 5 est en position de flexion.
La zone de flexion 11 de la charnière 5 qui correspond à l'étranglement 9 du moule 6, est conformément à l'invention, essentiellement constituée par le polypropylène 7 ce qui confere à la charnière sa grande résistance par rapport au nombre de pliages de la charnière 5 effectués.
Par ailleurs les charnons 51 et 52 de la charnière 5 présentent des propriétés de rigidité dues à la présence du polypropylène chargé 10 au coeur de ladite charnière 5.
D'autres variantes de réalisation de la charnière peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention tel que l'utilisation de matériaux colorés.
On décrira dans la suite de la description à titre d'illustration de l'invention un exemple des conditions opératoires de réalisation d'un procédé de moulage conforme à l'invention.
EXEMPLE DES CONDITIONS OPERATOIRES DE
REALISATION DU PROCEDE
Dans l'exemple qui suit les matériaux thermoplastiques utilisés sont pour le matériau souple du polypropylène dont l'indice de fluidité est inférieur ou égal à 4 et pour le matériau rigide : du polypropylène chargé de 20 % de talc dont l'indice de fluidité est 2,4.
Les données suivantes correspondent à la réalisation d'une charnière dont les charnons mesurent respectivement 40mm et 23mm de largeur, et dont la longueur est de 473mm.
Lors de la première étape d'injection du polypropylène la température en sortie de la buse d'injection est de 250"C, la température variant d'une quinzaine de degrés Celsius entre les deux extrémités du fourreau d'injection.
La température du moule est maintenue pendant toute la durée des injections à 40"C.
La vitesse d'injection du polypropylène est de 30mm/ seconde avec une pression d'injection du circuit hydraulique de 23 bars.
A la fin de la première étape c'est à dire lorsque le polypropylène a été injecté en totalité, ce dernier n' occupe qu'une partie du moule.
Dès la fin de cette étape, la température de la buse d'injection est réglée sur 260"C pour permettre l'injection du polypropylène chargé, la température variant entre 240"C et 260"C entre les extrémités du fourreau d'injection.
La vitesse d'injection du polypropylène chargé est identique à celle du polypropylène lors de la première étape. Par contre la pression d'injection du polypropylène chargé est supérieure à celle citée précédemment, le polypropylène chargé étant injecté avec une pression du circuit hydraulique de 30 bars. Cette pression et la différence de viscosité précitée entre les deux matériaux, permet de faire avancer le polypropylène chargé au coeur du polypropylène en provoquant également un déplacement dudit polypropylène qui atteint ainsi le fond du moule.
Le polypropylène chargé est alors maintenu au coeur du moule par une pression de maintien de 20 bars pendant une douzaine de secondes pour éviter un retrait trop important du matériau dans le moule.
Le temps de refroidissement suivant la dernière injection est de 20 secondes.
La charnière ainsi obtenue qui pèse environ 80g, possède effectivement des charnons d'une grande rigidité et résiste à des milliers de cycles de pliages.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS 1) Procédé de moulage par injection d'une charnière plastique (5) qui consiste à injecter dans un moule (6) un premier matériau thermoplastique souple (7), caractérisé par le fait que l'on étrangle de manière connue en soi dans le moule (6) la répartition du matériau (7) avant d'y injecter un second matériau thermoplastique rigide (10) compatible avec le premier (7) mais de viscosité différente.
  2. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux injections successives sont réalisées par une même buse d'injection (8).
  3. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'injection du second matériau thermoplastique rigide (10) est suivie d'une nouvelle injection du premier matériau thermoplastique souple (7).
  4. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé par le fait que le matériau thermoplastique souple (7) est constitué par du polypropylène.
  5. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le matériau rigide (10) est constitué par du polypropylène chargé de fibres.
  6. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le matériau thermoplastique rigide (10) est constitué par du polypropylène chargé de fibres de verre.
  7. 7) Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le matériau thermoplastique rigide (10) est constitué par du polypropylène comportant une charge minérale.
  8. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la charge minérale est constituée par du talc.
  9. 9) Charnière plastique obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par deux matériaux thermoplastiques (7, 10) dont le premier souple (7) forme une peau et dont le second rigide (10) est situé au coeur de la charnière (5), et que la zone de flexion (il) de la charnière (5) est essentiellement constituée par le matériau thermoplastique souple (7).
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