Matériau composite et son procédé de fabrication
Dans la fabrication des profilés, des panneaux et des emboutis, par découpage, et éventuellement pliage ou emboutissage de tôles, on a des déchets constitués par de minces bandes de tôle, généralement d'une assez grande longueur, qui peut être celle de la tôle employée ou celle des profilés et panneaux fabriqués.
Ces bandes de tôle, qui constituent actuellement des déchets de fabrication inutilisables, ont généralement une longueur de 2 m et parfois davantage, rarement moins de 50 cm, une largeur qui varie entre 1 et 5 cm, et une épaisseur qui est celle de la tôle, par exemple comprise entre 0,5 et 1,5 mm.
Or on a trouvé que ces déchets de fabrication pouvaient être utilisés industriellement, pour fabriquer un matériau composite, d'une très grande valeur, pour la construction ou pour la fabrication d'objets les plus divers, et notamment pour la fabrication d'éléments de construction ou d'éléments de fabrication de machines ou de meubles.
L'invention a pour objet un matériau composite caractérisé en ce qu'il comprend une armature constituée par plusieurs épaisseurs de bandes de tôle provenant de déchets de fabrication, enrobées dans une matière plastique conférant au matériau sa forme.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de ce matériau, caractérisé en ce que les bandes de tôle provenant de déchets de fabrication et devant constituer l'armature du matériau, sont disposées longitudinalement de façon à offrir une résistance maximale aux efforts fléchissants auxquels sera soumis le matériau dans son emploi particulier, et elles sont ensuite enrobées dans une masse de matière plastique à laquelle est donné le profil qui est celui du matériau.
La matière plastique peut avoir été mélangée avec des matières de charge, telles que déchets métalliques, textiles, cellulosiques, de façon connue en soi.
Ces bandes sont préférablement choisies ou découpées pour avoir la longueur du profilé à réaliser; si certaines sont de plus petite longueur, elles sont prolongées par d'autres de longueur complémentaire, qui leur sont soudées bout à bout, ou simplement raccordées par la matière plastique d'enrobage, en faisant en sorte qu'au cas où il y a, dans un même profilé, plusieurs bandes ainsi raccordées, les joints de raccordement soient décalés les uns par rapport aux autres.
Les profilés peuvent comporter une ou plusieurs bandes de plus grande largeur et pliées suivant une ou plusieurs lignes longitudinales pour avoir une forme se rapprochant de celle du profilé à réaliser; de telles bandes pliées sont préférablement disposées au voisinage de la surface extérieure ou intérieure du profilé.
De nombreuses façons de procéder peuvent être utilisées pour réaliser ces profilés, et notamment le moulage, le trempage, ou l'enduction, en utilisant une matière plastique plus ou moins liquide ou pâteuse; les bandes de tôle constituant l'armature des profilés peuvent être disposées dans le moule avant la matière plastique qui est alors employée à l'état relativement liquide, les parois intérieures du moule pouvant avoir été enduites au préalable d'une mince couche de matière plastique partiellement polymérisée, qui évite que les bandes de tôle n'apparaissent en surface; on peut au contraire mettre au préalable dans le moule la matière plastique à l'état pâteux, et y enfoncer ultérieurement les bandes de tôle, en faisant attention qu'elles n'apparaissent pas en surface;
l'ensemble est ensuite cuit ou polymérisé de toute autre manière jusqu'à solidification de l'agglomérat qui peut alors être démoulé; les précautions usuelles doivent bien entendu être prises pour faciliter le démoulage.
On peut également fabriquer des panneaux avec ce matériau; dans ce cas on utilise avantageusement les bandes de tôle les plus larges, et notamment des bandes provenant de la fabrication d'objets découpés et emboutis, qui laisse comme déchets de longues et larges bandes percées de trous alignés, séparés par des languettes de métal ; ces bandes peuvent être déposées côte à côte en deux nappes ou davantage, avec des orientations différentes, par exemple l'une longitudinalement et l'autre transversalement; elles sont ensuite enrobées de matière plastique par un procédé connu.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, plusieurs modes de mise en oeuvre du procédé que comprend la présente invention pour l'obtention de diverses formes d'exécution du matériau sous forme de profilés ou de plaques.
La fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un profilé plat.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale faite suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe transversale d'un profilé à section en forme de U.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale d'un profilé à section de forme particulière.
La fig. 5 est une vue en plan, avec arrachements, d'un panneau.
La fig. 6 est une vue en coupe, faite suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
Le profilé représenté aux fig. 1 et 2 est constitué par un empilage de bandes de tôle 1, ayant pour la plupart une largeur et une longueur légèrement inférieures à celles du profilé, ces bandes de tôle étant entièrement englobées dans une masse 2 de matière plastique ayant le profil désiré; ces bandes de tôle 1 ne sont du reste pas obligatoirement au contact les unes des autres; de la matière plastique peut être intercalée entre certaines d'entre elles.
Certaines de ces bandes de tôle, telles que la bande 4, peuvent avoir une longueur inférieure à celle du profilé et, dans ce cas, elles sont prolongées par une bande complémentaire 5, de façon que l'ensemble ait la longueur désirée; les bandes de tôle complémentaires 4 et 5 peuvent être soudées bout à bout en 6 ; elles peuvent aussi être simplement solidarisées par la matière plastique 2.
Le profilé en U représenté à la fig. 3 comporte une armature constituée, pour son fond, par un empilage 7 de bandes de tôle, et, pour ses ailes, par d'autres empilages 8 et 9. Certaines des bandes desdits empilages peuvent être séparées par une partie de la matière plastique 10 qui a le profil désiré et dont les surfaces apparentes constituent celles du profilé; comme précédemment, ces bandes 7, 8 et 9 ont préférablement une largeur et une longueur légèrement inférieures à celles de la partie du profilé dont elles constituent l'armature.
Dans le profilé représenté à la fig. 4, qui est de section plus particulière, l'armature est constituée par une première bande de tôle 11, disposée au voisinage de sa surface extérieure, qui est repliée deux fois sul vant des lignes de pliure longitudinales, de façon à avoir un profil correspondant sensiblement à celui de la surface du profilé au voisinage de laquelle elle se trouve; l'armature est complétée par un empilage de plusieurs barres 12, sensiblement parallèles à un des bords du profilé, et un autre empilage 13, sensiblement parallèle à un autre desdits bords ; une partie de la matière plastique de la masse 14 de matière plastique, dont la section correspond à celle du profilé désiré, peut être intercalée entre certaines de ces bandes de tôle.
Le panneau représenté aux fig. 5 et 6 a comme armature une première nappe de bandes de tôle 15, percée de trous 16 alignés, disposées côte à côte, longitudinalement par exemple, et une deuxième nappe 17 analogue, également percée de trous alignés 18, qui lui est superposée; l'ensemble est enrobé dans la masse 19 de matière plastique qui emplit entièrement ces trous 16 et 18 et pénètre éventuellement entre les bandes de tôle.
Ces bandes de tôle 15 et 17 ont préférablement une longueur légèrement inférieure, les unes à la longueur, les autres à la largeur du panneau considéré, et si certaines d'entre elles ont une longueur moindre, elles sont prolongées par un complément qui leur est raccordé bout à bout, comme les bandes de tôle complémentaires 4 et 5 du profilé représenté à la fig. 2.
Bien que les bandes de tôle 15 et 17 des deux nappes aient été représentées exactement jointives et avec les trous des bandes juxtaposées en alignement, il est bien entendu qu'il y aura normalement un certain espace entre elles, que leurs trous ne seront pas forcément alignés et qu'elles seront reliées les unes aux autres par la matière plastique qui remplira l'espace libre entre elles de même que les trous.
I1 est du reste bien entendu que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus en référence au dessin annexé ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention.
C'est ainsi notamment que, pour certaines utilisations particulières, on peut désirer que tout ou partie de la surface apparente du matériau réalisé soit métallique; à cet effet, si le matériau est fabriqué par moulage, on peut bloquer contre la paroi du moule un mince profilé métallique, à la surface intérieure duquel adhère le matériau plastique lors de la fabrication du matériau composite de façon qu'il. constitue par la suite tout ou partie de sa surface apparente; on peut également agencer le moule lui-même, ou une partie du moule, et choisir sa matière cons titutive, de manière que la matière plastique lui reste adhérente et qu'il constitue par la suite tout ou partie de sa surface apparente.
REVENDICATIONS
I. Matériau composite, caractérisé en ce qu'il comprend une armature constituée par plusieurs épaisseurs de bandes de tôle provenant de déchets de fabrication, enrobées dans une matière plastique conférant au matériau sa forme.
Composite material and its manufacturing process
In the manufacture of profiles, panels and stampings, by cutting, and possibly bending or stamping of sheets, there is waste consisting of thin strips of sheet metal, generally of a fairly large length, which may be that of the sheet used or that of the profiles and panels manufactured.
These strips of sheet metal, which currently constitute unusable manufacturing waste, generally have a length of 2 m and sometimes more, rarely less than 50 cm, a width which varies between 1 and 5 cm, and a thickness which is that of the sheet , for example between 0.5 and 1.5 mm.
However, it has been found that this manufacturing waste could be used industrially, to manufacture a composite material, of very great value, for construction or for the manufacture of the most diverse objects, and in particular for the manufacture of components. construction or manufacturing parts of machines or furniture.
The subject of the invention is a composite material characterized in that it comprises a reinforcement consisting of several thicknesses of strips of sheet metal coming from manufacturing waste, coated in a plastic material giving the material its shape.
The subject of the invention is also a method of manufacturing this material, characterized in that the sheet metal strips coming from manufacturing waste and having to constitute the reinforcement of the material, are arranged longitudinally so as to offer maximum resistance to bending forces. to which the material will be subjected in its particular use, and they are then coated in a mass of plastic material to which is given the profile which is that of the material.
The plastic material may have been mixed with fillers, such as metal, textile, cellulosic waste, in a manner known per se.
These strips are preferably chosen or cut to have the length of the profile to be produced; if some are of shorter length, they are extended by others of complementary length, which are butt welded to them, or simply connected by the plastic coating material, ensuring that in the event that there is , in the same section, several bands thus connected, the connecting joints are offset with respect to each other.
The profiles can include one or more strips of greater width and folded along one or more longitudinal lines to have a shape similar to that of the profile to be produced; such folded strips are preferably arranged in the vicinity of the outer or inner surface of the profile.
Many ways of proceeding can be used to produce these profiles, and in particular molding, dipping or coating, using a more or less liquid or pasty plastic material; the sheet metal strips constituting the reinforcement of the profiles can be placed in the mold before the plastic material which is then used in the relatively liquid state, the interior walls of the mold possibly having been coated beforehand with a thin layer of plastic material partially polymerized, which prevents the sheet metal bands from appearing on the surface; on the contrary, it is possible to put the plastic material in the pasty state in the mold beforehand, and to insert the sheet metal strips therein, taking care that they do not appear on the surface;
the whole is then baked or polymerized in any other way until the agglomerate solidifies, which can then be demolded; the usual precautions must of course be taken to facilitate demolding.
You can also make panels with this material; in this case, the widest sheet metal strips are advantageously used, and in particular strips from the manufacture of cut and stamped objects, which leaves long and wide strips pierced with aligned holes, separated by metal tabs, as waste; these strips can be laid side by side in two or more layers, with different orientations, for example one longitudinally and the other transversely; they are then coated with plastic material by a known process.
The appended drawing illustrates, by way of example, several embodiments of the process that the present invention comprises for obtaining various embodiments of the material in the form of profiles or plates.
Fig. 1 is a cross-sectional view of a flat profile.
Fig. 2 is a view in longitudinal section taken along line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a cross-sectional view of a profile with a U-shaped section.
Fig. 4 is a cross-sectional view of a section profile of a particular shape.
Fig. 5 is a plan view, with cutaway, of a panel.
Fig. 6 is a sectional view, taken along the line VI-VI of FIG. 5.
The profile shown in fig. 1 and 2 consists of a stack of sheet metal strips 1, having for the most part a width and a length slightly less than those of the profile, these sheet metal strips being entirely enclosed in a mass 2 of plastic material having the desired profile; these strips of sheet 1 are moreover not necessarily in contact with each other; plastic material can be interposed between some of them.
Some of these sheet metal strips, such as the strip 4, may have a length less than that of the profile and, in this case, they are extended by a complementary strip 5, so that the assembly has the desired length; the complementary sheet metal strips 4 and 5 can be butt welded at 6; they can also be simply secured by the plastic 2.
The U-profile shown in fig. 3 comprises a frame constituted, for its bottom, by a stack 7 of sheet metal strips, and, for its wings, by other stacks 8 and 9. Some of the strips of said stacks can be separated by a part of the plastic 10 which has the desired profile and whose visible surfaces constitute those of the profile; as before, these strips 7, 8 and 9 preferably have a width and a length slightly less than those of the part of the profile of which they constitute the frame.
In the profile shown in fig. 4, which is of a more particular section, the reinforcement is constituted by a first strip of sheet metal 11, arranged in the vicinity of its outer surface, which is folded twice along longitudinal fold lines, so as to have a corresponding profile substantially to that of the surface of the profile in the vicinity of which it is located; the reinforcement is completed by a stack of several bars 12, substantially parallel to one of the edges of the profile, and another stack 13, substantially parallel to another of said edges; a part of the plastic material of the mass 14 of plastic material, the section of which corresponds to that of the desired profile, can be interposed between some of these sheet metal strips.
The panel shown in fig. 5 and 6 has as reinforcement a first ply of sheet metal strips 15, pierced with aligned holes 16, arranged side by side, longitudinally for example, and a second similar ply 17, also pierced with aligned holes 18, which is superimposed on it; the assembly is coated in the mass 19 of plastic material which completely fills these holes 16 and 18 and possibly penetrates between the strips of sheet metal.
These strips of sheet 15 and 17 preferably have a length slightly less, some than the length, the others to the width of the panel in question, and if some of them have a shorter length, they are extended by a complement which is theirs. connected end to end, like the complementary sheet metal strips 4 and 5 of the profile shown in fig. 2.
Although the sheet metal strips 15 and 17 of the two plies have been shown exactly contiguous and with the holes of the juxtaposed strips in alignment, it is understood that there will normally be a certain space between them, that their holes will not necessarily be aligned and that they will be connected to each other by the plastic material which will fill the free space between them as well as the holes.
It is moreover of course understood that the embodiments of the invention which have been described above with reference to the appended drawing have been given purely as an indication and in no way limiting and that numerous modifications can be made without having to It therefore departs from the scope of the present invention.
Thus, in particular, for certain particular uses, it may be desirable for all or part of the visible surface of the material produced to be metallic; for this purpose, if the material is produced by molding, it is possible to block against the wall of the mold a thin metal profile, to the inner surface of which the plastic material adheres during the manufacture of the composite material so that it. subsequently constitutes all or part of its apparent surface; one can also arrange the mold itself, or part of the mold, and choose its constituent material, so that the plastic material remains adherent to it and that it subsequently constitutes all or part of its apparent surface.
CLAIMS
I. Composite material, characterized in that it comprises a reinforcement formed by several thicknesses of strips of sheet metal coming from manufacturing waste, coated in a plastic material giving the material its shape.