EP3804927A1 - Procédé de découpe d'une feuille de film de matière plastique et dispositif associé - Google Patents

Procédé de découpe d'une feuille de film de matière plastique et dispositif associé Download PDF

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EP3804927A1
EP3804927A1 EP20197965.5A EP20197965A EP3804927A1 EP 3804927 A1 EP3804927 A1 EP 3804927A1 EP 20197965 A EP20197965 A EP 20197965A EP 3804927 A1 EP3804927 A1 EP 3804927A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
sheet
plastic film
sonotrode
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20197965.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
David Tresse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OPmobility SE
Original Assignee
Plastic Omnium SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plastic Omnium SE filed Critical Plastic Omnium SE
Publication of EP3804927A1 publication Critical patent/EP3804927A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
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    • B26D1/5475—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a wire-like cutting member for thin material, e.g. for sheets, strips or the like
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    • B26F3/06—Severing by using heat
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    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
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    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
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    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/3806—Cutting-out; Stamping-out wherein relative movements of tool head and work during cutting have a component tangential to the work surface

Definitions

  • the invention relates to the field of decoration or treatment of motor vehicle body part. More particularly, the invention relates to a method for cutting a sheet of plastic film previously deposited on a body part. Such a sheet of plastic film can be used in particular to operate a partial masking, prior to a subsequent finishing or assembly operation, or to decorate the bodywork part. Such masking may be intended to preserve an area from spraying paint or even to preserve a future bonding track, for example.
  • the masking operations consist in depositing sheets of film of small dimensions at locations located on the part to be painted.
  • the installation is complex and is most often done manually.
  • it is necessary that at least one edge of the masking tape or film is positioned very precisely at the limit of zones, along a relief or an embossing of the part, such as for example a groove, a style edge, a natural edge of the part.
  • Positioning of a strip or sheet of a masking film could be carried out using a robot in order to have a precise reference point with respect to the part receiving the masking. Positioning a sheet of thin film using a robot appears complex, again, given the flexibility of the film and the formation of folds.
  • the object of the invention is in particular to increase the precision of cutting a sheet of film of plastic material, in particular in the case of a masking operation prior to painting an automobile part.
  • the present invention relates to an ultrasonic device for the "in-situ" cutting of a sheet of plastic film after it has been deposited on a bodywork part, the device comprising a sonotrode and being able to be mounted on a controlled mechanism, the device comprising a sonotrode.
  • sonotrode having a cutting end with a substantially flat surface forming a sole provided with a localized element forming a protuberance (or projection) and protruding from the flat surface by a height substantially equal to the thickness of the sheet of film, the element localized forming outgrowth being ideally free of movement.
  • the ultrasonic device for cutting a sheet of film may further include one or more of the following features, considered alone or in combinations:
  • the localized element forming a protuberance is a metal wire, free to move (in rotation) under the sonotrode, which advantageously allows positioning automatically tangent to the predefined cutting path and brings great precision to the cut.
  • the metal wire has a diameter of between 50 and 400 micrometers.
  • the wire of reduced diameter is flexible and made mobile and is freely orientable under the sonotrode, which also gives it characteristics of flexibility and resistance suitable for ultrasonic cutting.
  • the device is configured to operate a renewal of the wire by automatic unwinding of a spool, the unwinding being continuous or discontinuous.
  • this makes it possible to renew the portion of wire making a cutting of the sheet of plastic film by ultrasound after a predefined number of cuts of parts and avoids carrying out cutting operations with a portion of wire that is too worn.
  • the invention also relates to a method for cutting a sheet of plastic film deposited on a part, by means of a device as mentioned above.
  • the sheet of plastic film is thus cut directly from the part and not precut on a cutting frame or an anvil, which has the advantage of avoiding transfer. It is thus possible to cut a sheet of plastic film of the same thickness as the wire, which is particularly advantageous for masking in the case of an application linked to the painting of an automobile part. .
  • the method of cutting a sheet of plastic film according to the invention may also include one or more of the following characteristics, considered alone or in combinations:
  • the method comprises depositing a sheet of plastic masking film on a part prior to a relative movement of the sonotrode and of the part along a predetermined cutting path.
  • the method uses a wire of diameter substantially equal to the thickness of the sheet of plastic film.
  • the correspondence of the diameter of the wire and the thickness of the sheet of material to be cut makes it possible to easily and quickly remove any leftovers inside or outside the contour of the part formed after cutting. , or more broadly the portions of the film sheet not being useful for masking.
  • the process uses a wire with a diameter greater than the thickness of the sheet of plastic film. It is therefore possible to form a groove in the support part, of a depth less than the diameter of the wire, in correspondence of the contour of a mask formed after cutting, in the case of an application linked to painting. of the support part, the groove making it possible to better delimit the painted area from the unpainted area.
  • the method uses a wire having a length of between 8 and 15 mm, preferably 10 mm.
  • a length advantageously confers great flexibility and great mobility of the wire, with regard to its diameter, so as to optimize free positioning along a tangent to the predetermined cutting path.
  • the method comprises a step of removing a cut sheet of film, painting or gluing of the part, and removal of the rest of the film sheet in the case of a masking operation or else an overmolding or a coating of varnish on the cut sheet of film in the event that the cut sheet of film remains on the part for decorative purposes.
  • the invention finally relates to a bodywork part comprising a sheet of cut plastic film and / or a groove hollowed out along a predetermined path, obtained by a cutting process as described above.
  • the figure 1 illustrates a device 1 for cutting a sheet of plastic film 3 deposited on a bodywork part 5.
  • the device 1 for cutting comprises a sonotrode 7 moved by a robot 9.
  • the sonotrode 7 is conventionally made of metal, for example example in titanium, aluminum or steel, or in any other material suitable for its function.
  • the sonotrode 7 may or may not have been heat treated. It is configured to restore vibrational energy to its tip.
  • the sonotrode 7 has a longitudinal axis 71, substantially orthogonal to the part during cutting.
  • the sonotrode 7 has a cutting end 73 (visible on the figures 2 , 3a and 3b ) with a flat or substantially flat surface cleverly provided with a localized element 11 forming a protuberance projecting under the flat surface by a height substantially equal to the thickness of the sheet of plastic film 3.
  • the element 11 is a wire strand or metal cutting strand free to move, in angular orientation, in the space around the longitudinal axis 71 of the sonotrode 7.
  • the term “cutting strand” is understood here to mean the active / protruding portion under the sole of the sonotrode.
  • the metal wire can be made of copper, for example, and can be wound on a reel.
  • the cutting strand (element 11) has an axial symmetry with respect to the axis 71 and has for example the shape of a pin, of a stud or of a hemisphere of equal height. to the thickness of the plastic film sheet 3, compared to the flat or substantially flat cutting surface.
  • the element 11 is positioned angularly regardless of the shapes of the cutting path, without it being necessary to subject this angular position by specific control of the driven mechanism (robot).
  • the vibrations in the form of ultrasound are transmitted to the sonotrode 7 into the element 11 forming a protuberance on the flat or substantially flat surface of the cutting end 73.
  • the vibrations transmitted to the element 11 forming a protuberance create a heating effecting a cutting of the sheet of film 3 deposited on the body part 5.
  • the robot 9 moves the element 11 along a predetermined path such as the path 13, and a cutting of the sheet of plastic film 3 deposited on the body part 5 is made in accordance with this path.
  • the various actuators of the robot 9 useful for setting in motion are not shown because they are not useful for understanding the invention. It may be, for example, a conventional industrial robot carrying the sonotrode 7.
  • the use of an element 11 forming a protuberance on the flat surface of the cutting end 73 of the sonotrode 7 advantageously eliminates the need to control the orientation of a cutting tool, such as a blade or a rectangular knife, for example, to follow a predetermined cutting path.
  • the cutting precision is consequently increased and the robot 9 is simplified since it is thus possible to avoid having to control a movement of the element 11 forming a cutting tool, around the longitudinal axis 71 of the sonotrode 7.
  • the advantages will be explained through the detailed description of the figure 8 .
  • the precision of the cut is obtained by the positioning precision due to the robot alone and by the sharpness of the cut performed locally by the element 11, for example due to the fineness of the wire and its free positioning when the element 11 is a portion of thread.
  • an ultrasound generator 7 ' is configured to operate at a frequency between 20 and 120 KHz, preferably between 50 and 90 KHz, more preferably at 70 KHz or at a very close frequency of 70 KHz and the element 11 is a strand of copper wire with a diameter of between 50 and 400 micrometers and a length of between 5 and 20 mm, preferably between 8 and 15 mm, more preferably equal to 10 mm .
  • length of the strand is understood here to mean the portion of wire situated between the flat or substantially flat surface of the cutting end 73 of the sonotrode 7 and the end of the strand. This portion of wire is free to move. The wire then has a diameter, a length, a flexibility and a mobility around the longitudinal axis 71 of the sonotrode 7 such that the resulting cutting fineness is consequently increased.
  • the mobility of the localized element 11 produced in the form of a metal wire of small diameter is particularly advantageous since it gives the cutting element 11 an ability to position itself freely tangentially to the predetermined cutting path, i.e. trajectory 13 in the example illustrated on figure 1 .
  • the cutting precision thus obtained is particularly suitable for finishing or assembly operations of automotive parts, such as a smoothing operation prior to painting the part 5 shown in figure. figure 1 .
  • an appearance part has one or more areas to be protected which must remain free of paint. This is the case, for example, with areas intended to be transparent making it possible to provide backlighting, or else areas provided for carrying a decorative element, or else areas provided for fixing one aspect part to another by gluing. It is then necessary to be able to delimit very precisely painted areas and unpainted areas, for example.
  • the device 1 according to the invention is particularly suitable for masking operations aimed at delimiting such areas.
  • a masking method consists in using the device 1 to cut a sheet of plastic masking film 3 and thus delimit an area to be painted, outside the predetermined path 13 and an area not to be painted, to inside the path 13, or vice versa.
  • the part of the cut-out sheet of masking film 3 to be removed prior to spraying paint is that inside path 13 or that outside of path 13.
  • the use of the device 1 for cutting the sheet of plastic film 3 deposited on the automotive part 5 comprises a preliminary step of depositing one (or more) sheets of plastic film 3 of large dimensions capable of widely covering and of '' one (or more) zones located on the surface of the part 5, then a relative displacement of the sonotrode 7 with respect to the part 5, on the visible face of the part 5, so that the element 11 protuberance forms a path on the sheet of plastic film 3 along the predetermined path 13 (which is a cutting path).
  • the removal of the sheet of plastic film 3 can be carried out by adhesive bonding or by taking advantage of the electrostatic effect which keeps the sheet of plastic film 3 stationary on the part 5.
  • a sheet of plastic film is conventionally an almost rectangular section of film, produced and deposited directly from a distribution roll, then cut to length when the area to be protected is completely covered.
  • the film can thus be cut into sheets, in the width of the roll, without other precautions.
  • Precise cutting of the sheet according to a predetermined path 13 then being done by the displacement of the sonotrode 7 along the predetermined path 13 of cutting.
  • the cutting end 73 flat or substantially flat, is kept in contact with the sheet of plastic film 3, so that the localized element 11 forming protuberance cuts the sheet of film 3 along the path 13.
  • the cut is obtained by localized heating of the sheet of plastic film 3, due to the vibrations of the member forming the protuberance 11.
  • a wire with a diameter greater than the thickness of the sheet of plastic film 3 is used, which has the effect, in addition to carrying out a precise cutting of the sheet of plastic film 3, to form a groove 15 in the bodywork part 5, by heating the thermoplastic material of the part, under the effect of vibrations (the groove 15 is visible on the figure 3b ).
  • the groove 15 thus formed along the predetermined path 13 makes it possible to further delimit a painted zone from an unpainted zone since the groove is such as to slightly absorb the paint and thus to limit its diffusion by capillary action beyond the throat 15.
  • a step of smoothing the sheet of plastic film 3 is carried out prior to the step of relative displacement of the sonotrode and of the bodywork part 5.
  • This smoothing step is performed. for example carried out by means of a robot equipped with a smoothing means which is affixed to the part and travels the predetermined path 13 so as to remove or blur any defects potentially generated during the installation of the sheet of plastic film 3 on the bodywork part 5. These defects can be, for example, folds, bubbles.
  • the robot provided for this purpose, or any other equivalent actuator for example carries a smoothing means of the pad, brush or pad type, the flexibility of which is capable of crushing a bubble, smoothing out a fold or even pressing the sheet of plastic film without risk degrading it.
  • the device 1 for cutting the sheet of plastic film 3 used by the cutting process comprises means for replacing the useful portion of wire constituting the element forming the protuberance 11
  • the means for replacing the useful portion of the wire can be activated manually or automatically.
  • the means may be suitable for continuous or discontinuous unwinding of the wire.
  • the wire can be unwound towards the flat or substantially flat surface of the cutting end 73 of the sonotrode 7 through a groove (or distribution channel) hollowed out longitudinally or obliquely in the end of the sonotrode 5 and opening at the end of the sonotrode 5.
  • the wire unwinding means can be combined with cutting wire cutting means to cut a worn portion. It is thus possible to renew the portion of wire forming a protuberance after one or more cutting operations and to maintain the cutting precision by presenting a portion of wire not yet worn by cutting operations.
  • the figure 2 illustrates the sonotrode 7 used by the cutting device 1 according to the invention positioned in the immediate vicinity of a bodywork part 5 on which is deposited a sheet of plastic film 3 of dimensions greater than the dimensions of the part 5.
  • the end 73 of the sonotrode 7 has the element 11 located and forming a protuberance on the flat surface of the cutting end 73.
  • the element 11 is a wire positioned in the feed channel inside the sonotrode (visible on the figure 3a ) so that the wire is positioned perpendicularly or obliquely with respect to the cutting surface of the cutting end 73 at the point where the wire emerges from the internal groove to the sonotrode.
  • the wire is then automatically positioned parallel to the surface of the part and is naturally oriented in a direction forming a tangent to the cutting path during the movement of the sonotrode 7.
  • the characteristics of length, diameter and flexibility of the wire are cleverly defined so that during a relative movement of the sonotrode 7 and the part 5, the surface of the sonotrode 7 being in contact with the sheet of plastic film 3, the wire is free to move around the longitudinal axis 71 and is positioned freely tangentially to the path traversed by the cutting end 73 of the sonotrode 7 cutting the sheet of plastic film 3, due to the vibrations induced by the converter 7 '( ultrasound generator coupled to the sonotrode 7).
  • the figure 3a illustrates the sonotrode 7 already shown on the figure 2 , during a cutting operation of the sheet of plastic film 3.
  • the flat or substantially flat surface of the cutting end 73 is kept in contact with the sheet of plastic film 3 and the localized element 11 forming a protuberance , moved in vibrations, cuts the sheet of film 3 by localized heating of the latter.
  • the figure 3a shows a partial sectional view of the end of the sonotrode 7 showing an internal groove (or wire feed channel) opening onto the periphery of the sonotrode.
  • the element 11 can be kept blocked in the groove allowing its positioning or can be unwound continuously or discontinuously using unwinding means not shown on the figure 3a and adapted to operate a sliding of the wire in the wire feed channel of the sonotrode 7. It can be seen in this figure that the localized element 11 forming a protuberance makes a cut in the thickness of the sheet of plastic film 3.
  • the wire feed channel present is not perpendicular to the flat or substantially flat surface 73 of the sonotrode (the sole) but has an angle of the order of 10 at 40 degrees with the surface 73 of the sonotrode 7. This advantageously makes it possible to preserve the portion of wire forming a protuberance, useful for cutting the sheet of plastic film, from having to undergo mechanical stresses (folds, twists, etc. .) when the predetermined path 13 follows a main direction without exhibiting convolutions or too tight bends.
  • the wire feed channel thus inclined, and devoid of bends inside the sonotrode, prevents the wire from being too bent and further facilitates the “natural” positioning of the wire according to the predetermined path 13 .
  • the figure 3b shows the sonotrode 7 slightly set back from the part 5 on which the sheet of plastic film 3 is deposited at the end of a cutting operation carried out by a relative movement of the sonotrode 7 and of the part 5 during which the sonotrode has been maintained in contact with the sheet of plastic film 3 along a predetermined cutting path.
  • the groove thus defines two portions of the sheet of plastic film 3 after cutting, one or the other. other portions can be quickly detached from the part and without difficulty by a simple manual removal operation. The masking can thus be removed in one piece, without it fragmenting.
  • the figure 4 illustrates an example of a body part 5 of a motor vehicle and an example of a predetermined cutting path 13 defined to produce a smoothing and thus delimit an area to be painted outside the path 13 and an area to be preserved from painting, to inside the path 13.
  • the cutting path of a sheet of plastic film positioned for masking purposes corresponds to the limit of a painted area with respect to an unpainted area.
  • the figures 5, 6 and 7 illustrate successive stages of painting the bodywork part 5 (a bumper skin) implementing a masking using a cutting process according to the invention.
  • the cutting method according to the invention uses the device 1 shown in figure 1 .
  • the body part 5 is the part already shown on the figure 4 .
  • the figure 5 represents body part 5 after removal a sheet of plastic film 3 over the entire part (here the sheet of plastic film 3 is shown transparent).
  • the figure 6 shows the part being sprayed with paint on the areas to be painted, subsequent to cutting the plastic film 3 along the predetermined cutting path 13 and removing the portion of the plastic film sheet 3 outside the cutting path 13.
  • the portions of the sheet of plastic film 3 remaining after removal of the portions external to the paths 13 operate a masking such as to preserve from the spray of paint the areas of the bodywork part 5 excluded from the areas to be paint (ie the areas each still covered with a portion of plastic film sheet, in the shape of a "zigzag” in the figure).
  • the figure 7 shows the body part 5 after removing the remaining portions (in the form of a "zigzag") of the sheet of plastic film 3 of the body part, showing clear boundaries between the painted areas and the unpainted areas, according to the predetermined trajectories.
  • the figure 8 represents successive positions of cutting elements along a predetermined cutting path 13, different depending on whether the cutting element has an elongate or rectangular cutout shape on the one hand (element 110) or is free of movement ( item 11), on the other hand.
  • the sonotrode 7 is carried by an arm 91 of the robot 9. The connection between the arm 91 of the robot 9 and the sonotrode 7 is not articulated.
  • the left part of the figure 8 annotated 8a, illustrates successive positions of a cutting element 110 of rectangular shape which must be moved in rotation to adopt a position tangential to the path 13.
  • the successive orientations of the robot arm 91 illustrate the need to position the arm 91 and consequently the sonotrode 7 so that the cutting element 110 has a position oriented along a tangent to the path 13.
  • the right part of the figure 8 illustrates the successive positions of a cutting wire whose characteristics allow it to be free of movement and thus to position itself freely when the sonotrode which carries it travels the predetermined cutting path 13.
  • the cutting element is thus “indifferent” to the shape of the predetermined path 13. This is the case with an element of the cutting wire type, but also when the element forms a protuberance exhibiting symmetry along any axis perpendicular to the longitudinal axis of the sonotrode 7, that is to say a hemisphere, a pawn or a nipple, for example.
  • the arm 91 of the robot 9 can maintain the same orientation along the predetermined cutting path 13.
  • the invention is not limited to a cutting process for carrying out a masking operation, but to other operations such as decorating or preparing parts for assembly, for example.
  • the sheet of plastic film 3 can be cut from a decorative and / or luminous film, remaining on the body part, for example.
  • Plastic film can be manufactured to be made available in rolls of constant width (and predefined dimensions). It is provided so that its removal can be done in particular by adhesive bonding or that its maintenance on a body part uses the electrostatic effect. Its use and its cutting can be provided for overmolding purposes with another plastic material, in particular translucent, to prepare decorative elements for bodywork parts.
  • the device 1 is suitable for carrying out a precise cutting of a sheet of plastic film 3 deposited on the bodywork part 5.
  • the device 1 comprises the sonotrode 7 driven into vibrations by a generator. ultrasound 7 '.
  • the sonotrode 7 is mounted on the driven mechanism 9 (robot).
  • the sonotrode 7 of the device 1 for cutting a sheet of plastic film 3 has the cutting end with a flat surface 73 (also called the “sole”), which end is provided with a localized element 11 forming a protuberance and protruding. of the flat surface with a height substantially equal to the thickness of the sheet of plastic film 3.
  • the localized element 11 forming a protuberance is ideally free of movement, in particular around the longitudinal axis 71 of the sonotrode 7.
  • the localized element 11 forming a protuberance is a metal wire, for example made of copper, with a diameter of between 50 and 400 micrometers.
  • the device 1 can comprise means configured to operate a renewal of the portion of the wire forming a protuberance by continuous or discontinuous automatic unwinding of a spool.
  • the method according to the invention can use a wire with a diameter substantially equal to the thickness of the sheet of plastic film 3 or a wire with a diameter greater than the thickness of the sheet of plastic film 3.
  • a diameter wire greater than the thickness of the sheet of plastic film 3 the implementation of the method advantageously allows the formation of a groove 15 in the part 5 on which the sheet of plastic film 3 is placed.
  • the process for cutting the sheet of plastic film 3 uses a wire having a length of between 8 and 15 mm, preferably 10 mm.
  • a preliminary unitary geometric calibration step is implemented before the step of relative displacement of the sonotrode 7 and of the part 5.
  • the invention further relates to the bodywork part 5 obtained by the method described and comprising a groove in correspondence with a predetermined cutting path and / or a portion of plastic film sheet, overmolded or not and used for example for decorative purposes.
  • a bodywork part obtained by implementing the method according to the invention can be devoid of any embossing type relief, groove, edge or style edge along the predetermined cutting path 13, insofar as it is not necessary to identify oneself by such shapes arranged in a visible surface of the part in order to precisely define a cutting path, including when the latter is positioned “full skin” on a bodywork part.
  • the invention is not limited to the embodiments described above and relates more broadly to any device for cutting a plastic film or a sheet of plastic film deposited on a part, comprising a sonotrode mounted on a part. a controlled mechanism such as a robot, the sonotrode having a cutting end with a flat surface (sole) provided with a localized element forming a protuberance protruding from the flat surface by a height substantially equal to the thickness of the film or of the sheet of plastic film, the localized element forming a protuberance and being in the form of a pin, a stud, a hemisphere or ideally free of movement, such as a wire.
  • a controlled mechanism such as a robot
  • the sonotrode having a cutting end with a flat surface (sole) provided with a localized element forming a protuberance protruding from the flat surface by a height substantially equal to the thickness of the film or of the sheet of plastic film, the localized element forming a protuberance and being in the form

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un dispositif pour la découpe d'une feuille de film de plastique déposée sur une pièce de carrosserie, pour du marouflage ou de la décoration, comprenant une sonotrode montée sur un mécanisme piloté, la sonotrode du dispositif présentant une extrémité de découpe à surface plane et munie d'un élément localisé formant excroissance dépassant de la surface plane d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur de la feuille de film, l'élément localisé formant excroissance étant libre de mouvements. L'invention concerne en outre un procédé mettant en œuvre le dispositif précité.

Description

  • L'invention concerne le domaine de la décoration ou du traitement de pièce de carrosserie de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour découper une feuille de film de matière plastique préalablement déposée sur une pièce de carrosserie. Une telle feuille de film plastique peut être utilisée notamment pour opérer un masquage partiel, préalablement à une opération ultérieure de finition ou d'assemblage, ou pour décorer la pièce de carrosserie. Un tel masquage peut avoir vocation à préserver une zone d'une aspersion de peinture ou encore à préserver une future piste de collage, par exemple.
  • Par exemple, il est connu d'utiliser une technique de masquage, encore appelée marouflage pour délimiter des zones à peindre et des zones à ne pas peindre d'une pièce automobile.
  • Les opérations de marouflage consistent à déposer des feuilles de film de petites dimensions à des endroits localisés sur la pièce à peindre. La pose est complexe et s'effectue le plus souvent manuellement. Pour obtenir un certain degré de précision, il est nécessaire qu'au moins un bord du ruban ou film de marouflage soit positionné très précisément à la limite de zones, le long d'un relief ou d'un embossage de la pièce, tel que par exemple une gorge, une arête de style, un bord naturel de la pièce. Il est toutefois difficile, voire impossible de déposer une grande feuille de film de marouflage sur une pièce de carrosserie en obtenant une grande précision de positionnement, le film étant souple et susceptible de générer des plis. Un positionnement d'une bande ou feuille d'un film de marouflage pourrait être réalisé à l'aide d'un robot aux fins de disposer d'un référentiel précis par rapport à la pièce recevant le marouflage. Un positionnement d'une feuille de film fin à l'aide d'un robot apparait complexe, là encore, eu égard à la souplesse du film et à la formation de plis.
  • Or, les exigences en termes de qualité des surfaces peintes nécessitent d'avoir des transitions très nettes et sans défaut. Ainsi, les tolérances de position de la frontière entre une zone peinte et une zone non peinte sont très faibles, de l'ordre de +/- 0.1 mm.
  • Cette exigence n'est pas compatible avec les moyens de positionnement connus. Il n'existe donc pas de méthode pour réaliser un marouflage de grande surface très précis sur une pièce de carrosserie, en obtenant une limite de marouflage précise (nette) en l'absence de reliefs marqués pour délimiter deux zones : une zone décorée par une feuille de film et une zone non décorée, ou encore, une zone à peindre et une zone à ne pas peindre lorsque l'opération de finition est une opération de peinture.
  • La situation peut donc être améliorée.
  • L'invention a notamment pour but d'accroître la précision de découpe d'une feuille de film en matériau plastique, notamment dans le cas d'une opération de marouflage préalable à une mise en peinture d'une pièce automobile.
  • La présente invention à pour objet un dispositif à ultrasons pour la découpe « in-situ » d'une feuille de film de plastique après sa dépose sur une pièce de carrosserie, le dispositif comprenant une sonotrode et pouvant être monté sur un mécanisme piloté, la sonotrode présentant une extrémité de découpe à surface sensiblement plane formant une semelle munie d'un élément localisé formant excroissance (ou saillie) et dépassant de la surface plane d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur de la feuille de film, l'élément localisé formant excroissance étant idéalement libre de mouvements.
  • Le dispositif à ultrasons pour la découpe d'une feuille de film peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaisons :
  • L'élément localisé formant excroissance est un fil métallique, libre de mouvement (en rotation) sous la sonotrode, ce qui permet avantageusement un positionnement automatiquement tangent à la trajectoire de découpe prédéfinie et amène une grande précision dans la découpe.
  • Le fil métallique présente un diamètre compris entre 50 et 400 micromètres. Ainsi, le fil de diamètre réduit est souple et rendu mobile et est librement orientable sous la sonotrode, ce qui lui confère en outre des caractéristiques de souplesse et de résistance adaptées à une découpe par ultrasons.
  • Le dispositif est configuré pour opérer un renouvellement du fil par dévidage automatique d'une bobine, le dévidage étant continu ou discontinu. Avantageusement, cela permet de renouveler la portion de fil opérant une découpe de la feuille de film de plastique par ultrasons après un nombre prédéfini de découpes de pièces et évite de procéder à des opérations de découpe avec une portion de fil trop usée.
  • L'invention concerne également un procédé de découpe d'une feuille de film de plastique déposée sur une pièce, au moyen d'un dispositif tel que précité. La feuille de film de plastique est ainsi découpée directement sur la pièce et non prédécoupée sur un bâti de découpe ou une enclume, ce qui présente l'avantage d'éviter un transfert. Il est ainsi possible d'effectuer une découpe d'une feuille de film de plastique de même épaisseur que le fil, ce qui est particulièrement intéressant pour le marouflage dans le cas d'une application liée à une mise en peinture d'une pièce automobile.
  • Le procédé de découpe d'une feuille de film plastique selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaisons :
  • Le procédé comprend une dépose d'une feuille de film de plastique de marouflage sur une pièce préalablement à un déplacement relatif de la sonotrode et de la pièce selon une trajectoire de découpe prédéterminée.
  • Le procédé utilise un fil de diamètre sensiblement égal à l'épaisseur de la feuille de film de plastique. Ainsi, outre le fait de permettre une grande précision de découpe, la correspondance du diamètre du fil et de l'épaisseur de la feuille de matériau à découper permet de retirer aisément et rapidement les chutes intérieures ou extérieures au contour de la pièce formée après découpe, ou plus largement les portions de la feuille de film n'étant pas utiles à un masquage.
  • Le procédé utilise un fil de diamètre supérieur à l'épaisseur de la feuille de film de plastique. Il est de ce fait possible de former une gorge dans la pièce support, d'une profondeur inférieure au diamètre du fil, en correspondance du contour d'un masque formé après découpe, dans le cas d'une application liée à une mise en peinture de la pièce support, la gorge permettant de mieux délimiter la zone peinte de la zone non peinte.
  • Le procédé utilise un fil présentant une longueur comprise entre 8 et 15 mm, préférentiellement 10 mm. Une telle longueur confère avantageusement une grande souplesse et une grande mobilité du fil, au regard de son diamètre, de sorte à optimiser un positionnement libre selon une tangente à la trajectoire de découpe prédéterminée.
  • Le procédé comprend une étape d'enlèvement d'une feuille de film découpée, une mise en peinture ou collage de la pièce, et un enlèvement du reste de la feuille de film dans le cas d'une opération de marouflage ou encore un surmoulage ou une enduction de vernis sur la feuille de film découpée dans le cas ou la feuille de film découpée demeure sur la pièce à des fins décoratives.
  • L'invention concerne enfin une pièce de carrosserie comprenant une feuille de film de plastique découpée et/ou une gorge creusée selon une trajectoire prédéterminée, obtenue par un procédé de découpe tel que décrit ci-avant.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemples, ne présentant aucun caractère limitatif, et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
    • [fig.1] La figure 1 représente un dispositif pour la découpe d'une feuille de film de plastique selon un mode de réalisation particulier et non limitatif de l'invention.
    • [fig.2] La figure 2 représente une sonotrode comprise dans le dispositif de découpe représenté sur la figure 1, à proximité d'une pièce de carrosserie sur laquelle est déposée une feuille de film de plastique à découper.
    • [fig.3a] La figure 3a représente la sonotrode déjà représentée sur la figure 2 lors d'une opération de découpe d'une feuille de film disposée sur une pièce de carrosserie.
    • [fig.3b] La figure 3b représente la sonotrode, la pièce et la feuille de film de plastique déjà représentées sur les figures 2 et 3a, au terme d'une opération de découpe de la feuille de film de plastique.
    • [fig.4] La figure 4 illustre un exemple de pièce de carrosserie et une trajectoire de découpe d'une feuille de film de plastique à des fins de marouflage.
    • [fig.5] La figure 5 illustre une étape de dépose d'une feuille de film de marouflage sur la pièce de carrosserie déjà représentée sur la figure 4.
    • [fig.6] La figure 6 illustre une étape de mise en peinture d'une zone de la pièce de carrosserie déjà représentée sur les figures 4 et 5, après retrait d'une portion découpée d'une feuille de film de plastique de marouflage.
    • [fig.7] La figure 7 représente la pièce de carrosserie déjà représentée sur les figures 4 à 6 partiellement peinte après retrait de portions d'une feuille de film de marouflage découpée.
    • [fig.8] La figure 8 illustre des positions comparées selon l'art antérieur 8a et l'invention 8b, d'éléments de découpe le long d'une trajectoire prédéfinie selon que l'élément de découpe soit rectangulaire ou libre de mouvements en rotation.
    Description détaillée
  • La figure 1 illustre un dispositif 1 pour la découpe d'une feuille de film de plastique 3 déposée sur une pièce de carrosserie 5. Le dispositif 1 pour la découpe comprend une sonotrode 7 déplacée par un robot 9. La sonotrode 7 est classiquement réalisée en métal, par exemple en titane, aluminium ou acier, ou dans tout autre matériau adapté à sa fonction. La sonotrode 7 peut avoir fait l'objet d'un traitement thermique ou non. Elle est configurée pour restituer une énergie vibratoire dans son extrémité.
  • La sonotrode 7 présente un axe longitudinal 71, sensiblement orthogonal à la pièce pendant la découpe. La sonotrode 7 présente une extrémité de découpe 73 (visible sur les figures 2, 3a et 3b) à surface plane ou sensiblement plane astucieusement munie d'un élément localisé 11 formant excroissance dépassant sous la surface plane d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément 11 est un brin de fil ou brin de découpe métallique libre de mouvement, en orientation angulaire, dans l'espace autour de l'axe longitudinal 71 de la sonotrode 7. On entend ici par « brin de découpe » la portion active / saillante sous la semelle de la sonotrode. Le fil métallique peut être réalisé en cuivre, par exemple, et peut être enroulé sur un dévideur. Selon une variante du mode de réalisation, le brin de découpe (l'élément 11) présente une symétrie axiale par rapport à l'axe 71 et présente par exemple une forme de pion, de téton ou de demi-sphère d'une hauteur égale à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3, par rapport à la surface plane ou sensiblement plane de découpe. Ainsi dans ces deux modes, l'élément 11 se positionne angulairement de façon indifférente aux formes de la trajectoire de découpe, sans qu'il soit nécessaire d'assujettir cette position angulaire par un pilotage spécifique du mécanisme piloté (robot).
  • Lors d'une opération de découpe, les vibrations sous forme d'ultrasons sont transmises à la sonotrode 7 jusque dans l'élément 11 formant excroissance sur la surface plane ou sensiblement plane de l'extrémité de découpe 73. Lorsque l'extrémité de découpe 73 est positionnée en contact avec la feuille de film 3, les vibrations transmises à l'élément 11 formant excroissance créent un échauffement opérant une découpe de la feuille de film 3 déposé sur la pièce de carrosserie 5.
  • Ainsi, le robot 9 déplace l'élément 11 le long d'une trajectoire prédéterminée telle que la trajectoire 13, et une découpe de la feuille de film plastique 3 déposé sur la pièce de carrosserie 5 est opérée conformément à cette trajectoire. Les différents actionneurs du robot 9 utiles à la mise en mouvement ne sont pas représentés car n'étant pas utiles à la compréhension de l'invention. Il peut s'agir, par exemple, d'un robot industriel usuel portant la sonotrode 7.
  • L'utilisation d'un élément 11 formant excroissance sur la surface plane de l'extrémité de découpe 73 de la sonotrode 7 permet avantageusement de s'affranchir d'avoir à contrôler l'orientation d'un outil de découpe, tel qu'une lame ou un couteau rectangulaire, par exemple, pour suivre une trajectoire de découpe prédéterminée. La précision de découpe en est conséquemment accrue et le robot 9 est simplifié puisqu'on peut ainsi s'affranchir ainsi d'avoir à contrôler un mouvement de l'élément 11 formant un outil de coupe, autour de l'axe longitudinal 71 de la sonotrode 7. Les avantages en seront explicités au travers de la description détaillée de la figure 8.
  • La précision de la découpe est obtenue par la précision de positionnement due au seul robot et par la netteté de la découpe opérée localement par l'élément 11, par exemple du fait de la finesse du fil et de son libre positionnement lorsque l'élément 11 est une portion de fil.
  • Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un générateur d'ultrasons 7' est configuré pour opérer à une fréquence comprise entre 20 et 120 KHz, préférentiellement entre 50 et 90 KHz, plus préférentiellement à 70 KHz ou à une fréquence très proche de 70 KHz et l'élément 11 est un brin en fil de cuivre d'un diamètre compris entre 50 et 400 micromètres et d'une longueur comprise entre 5 et 20 mm, préférentiellement entre 8 et 15 mm, plus préférentiellement égale à 10 mm.
  • On entend ici par longueur du brin, la portion de fil située entre la surface plane ou sensiblement plane de l'extrémité de découpe 73 de la sonotrode 7 et l'extrémité du brin. Cette portion de fil est libre de mouvements. Le fil présente alors un diamètre, une longueur, une souplesse et une mobilité autour de l'axe longitudinal 71 de la sonotrode 7 tels que la finesse de découpe qui en résulte est conséquemment accrue.
  • La mobilité de l'élément localisé 11 réalisé sous forme d'un fil métallique de faible diamètre est particulièrement intéressante puisqu'elle confère à l'élément de découpe 11 une capacité à se positionner librement de manière tangentielle à la trajectoire prédéterminé de découpe, soit la trajectoire 13 dans l'exemple illustré sur la figure 1.
  • La précision de découpe ainsi obtenue est particulièrement adaptée à des opérations de finition ou d'assemblage de pièces automobiles, telles qu'une opération de marouflage préalable à une mise en peinture de la pièce 5 représentée sur la figure 1. Il arrive fréquemment qu'une pièce d'aspect présente un ou plusieurs zones à protéger qui doivent demeurer dépourvues de peinture. C'est le cas par exemple de zones voulues transparentes permettant de réaliser un rétro-éclairage, ou encore de zones prévues pour porter un élément décoratif, ou encore de zones prévues pour fixer une pièce d'aspect à une autre par collage. Il convient alors de pouvoir délimiter de façon très précise des zones peintes et des zones non peintes, par exemple.
  • Le dispositif 1 selon l'invention, illustré sur la figure 1, convient tout particulièrement à des opérations de marouflage visant à délimiter de telles zones.
  • Un procédé de marouflage selon l'invention consiste à utiliser le dispositif 1 pour découper une feuille de film plastique 3 de marouflage et délimiter ainsi une zone à peindre, à l'extérieur de la trajectoire prédéterminée 13 et une zone à ne pas peindre, à l'intérieur de la trajectoire 13, ou vice-versa. Selon que la zone à peindre est à l'intérieur de la trajectoire 13 fermée ou à l'extérieure de la trajectoire 13 fermée, la partie de la feuille de film 3 de marouflage découpée à retirer préalablement à une aspersion de peinture est celle intérieure à la trajectoire 13 ou celle à l'extérieur de la trajectoire 13.
  • L'utilisation du dispositif 1 pour la découpe de la feuille de film de plastique 3 déposée sur la pièce automobile 5 comprend une étape préalable de dépose d'une (ou plusieurs) feuilles de film plastique 3 de grandes dimensions aptes à recouvrir largement et d'un seul tenant une (ou plusieurs) zones situées à la surface de la pièce 5, puis un déplacement relatif de la sonotrode 7 par rapport à la pièce 5, sur la face visible de la pièce 5, de sorte que l'élément 11 formant excroissance effectue un parcours sur la feuille de film de plastique 3 selon la trajectoire prédéterminée 13 (qui est une trajectoire de découpe). La dépose de la feuille de film de plastique 3 peut être effectuée par adhésivage ou en profitant de l'effet électrostatique qui maintient immobile la feuille de film de plastique 3 sur la pièce 5. Une feuille de film plastique est classiquement un tronçon quasi rectangulaire de film, issu et déposé directement depuis un rouleau de distribution, puis coupé à longueur quand la zone à protéger est entièrement recouverte. Le film peut être ainsi découpé en feuilles, dans la largeur du rouleau, sans autres précautions. La découpe précise de la feuille selon une trajectoire prédéterminée 13 se faisant ensuite par le déplacement de la sonotrode 7 le long de la trajectoire prédéterminée 13 de découpe. Pendant l'étape de déplacement relatif de la sonotrode 7 et de la pièce 5, l'extrémité de découpe 73, plane ou sensiblement plane est maintenue en contact de la feuille de film de plastique 3, de sorte que l'élément localisé 11 formant excroissance opère une découpe de la feuille de film 3 le long de la trajectoire 13. La découpe est obtenue par échauffement localisé de la feuille de film de plastique 3, du fait des vibrations de l'élément formant excroissance 11. L'utilisation astucieuse d'un fil de diamètre égal à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3, ou d'une demi-sphère en saillie sur la surface de découpe plane de l'extrémité de découpe 73 permet d'obtenir une découpe sur toute l'épaisseur de la feuille de film de plastique. Une telle découpe procure l'avantage de permettre de retirer aisément, sans difficulté aucune, la portion de feuille de film qui n'est pas destinée à opérer un masquage pendant une étape d'aspersion de peinture.
  • Selon une variante du procédé de découpe, un fil de diamètre supérieur à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3 est utilisé, ce qui a pour effet, outre de procéder à une découpe précise de la feuille de film de plastique 3, de former une gorge 15 dans la pièce de carrosserie 5, par échauffement de la matière thermoplastique de la pièce, sous l'effet des vibrations (la gorge 15 est visible sur la figure 3b). Avantageusement, la gorge 15 ainsi formée le long de la trajectoire prédéterminée 13 permet de mieux délimiter encore une zone peinte d'une zone non peinte puisque la gorge est de nature à absorber légèrement la peinture et à limiter ainsi une diffusion de celle-ci par capillarité au-delà de la gorge 15.
  • Selon une variante du mode de réalisation de l'invention, une étape de lissage de la feuille de film de plastique 3 est réalisée préalablement à l'étape de déplacement relatif de la sonotrode et de la pièce de carrosserie 5. Cette étape de lissage est par exemple réalisée au moyen d'un robot équipé d'un moyen de lissage lequel est apposé sur la pièce et parcourt la trajectoire prédéterminée 13 de sorte à supprimer ou estomper des défauts potentiellement générés lors de la pose de la feuille de film de plastique 3 sur la pièce de carrosserie 5. Ces défauts peuvent être par exemple, des plis, des bulles. Le robot prévu à cet effet, ou tout autre actionneur équivalent, porte par exemple un moyen de lissage de type patin, brosse ou tampon dont la souplesse est apte à écraser une bulle, défroisser un pli ou encore plaquer la feuille de film de plastique sans risquer de la dégrader.
  • Selon une variante du mode de réalisation de l'invention, le dispositif 1 pour la découpe de la feuille de film de plastique 3 utilisé par le procédé de découpe comprend des moyens de remplacement de la portion utile de fil constituant l'élément formant excroissance 11. Les moyens remplacement de la portion utile de fil peuvent être activés manuellement ou automatiquement. Dans la cas d'une activation automatique des moyens de remplacement de la portion utile du fil, c'est-à-dire du brin de découpe, les moyens peuvent être adaptés à un dévidage continu ou discontinu du fil. Le fil peut être dévidé vers la surface plane ou sensiblement plane de l'extrémité de découpe 73 de la sonotrode 7 à travers une gorge (ou canal de distribution) creusée longitudinalement ou en oblique dans l'extrémité de la sonotrode 5 et débouchant à l'extérieur de la sonotrode, par exemple vers une bobine d'un dérouleur contrôlé automatiquement. Les moyens de dévidage du fil peuvent être combinés à des moyens de coupure du fil de découpe pour assurer une découpe d'une portion usée. Il est ainsi possible de renouveler la portion de fil formant excroissance après une ou plusieurs opérations de découpe et de maintenir la précision de découpe en présentant une portion de fil non encore usée par des opérations de découpe.
  • La figure 2 illustre la sonotrode 7 utilisée par le dispositif de découpe 1 selon l'invention positionnée à proximité immédiate d'une pièce de carrosserie 5 sur laquelle est déposée une feuille de film de plastique 3 de dimensions supérieures aux dimensions de la pièce 5. L'extrémité de découpe 73 de la sonotrode 7 présente l'élément 11 localisé et formant excroissance sur la surface plane de l'extrémité de découpe 73. L'élément 11 est un fil positionné dans canal d'alimentation intérieur à la sonotrode (visible sur la figure 3a) de sorte que le fil soit positionné perpendiculairement ou en oblique par rapport à la surface de découpe de l'extrémité de découpe 73 à l'endroit où le fil débouche de la gorge intérieure à la sonotrode. Le fil se positionne alors automatiquement parallèlement à la surface de la pièce et s'oriente naturellement selon une direction formant une tangente de la trajectoire de découpe pendant le déplacement de la sonotrode 7. En effet, les caractéristiques de longueur, de diamètre et de souplesse du fil sont astucieusement définies de sorte que lors d'un déplacement relatif de la sonotrode 7 et de la pièce 5, la surface de la sonotrode 7 étant en contact avec la feuille de film de plastique 3, le fil est libre de mouvements autour de l'axe longitudinal 71 et se positionne librement de façon tangentielle à la trajectoire parcourue par l'extrémité de découpe 73 de la sonotrode 7 opérant une découpe de la feuille de film de plastique 3, du fait des vibrations induites par le convertisseur 7' (générateur d'ultrasons couplé à la sonotrode 7).
  • La figure 3a illustre la sonotrode 7 déjà représentée sur la figure 2, lors d'une opération de découpe de la feuille de film de plastique 3. La surface plane ou sensiblement plane de l'extrémité de découpe 73 est maintenue au contact de la feuille de film de plastique 3 et l'élément 11 localisé formant excroissance, mû en vibrations, opère une découpe de la feuille de film 3 par échauffement localisé de ce dernier. La figure 3a fait apparaitre une vue en coupe partielle de l'extrémité de la sonotrode 7 montrant une gorge intérieure (ou canal d'alimentation de fil) débouchant sur la périphérie de la sonotrode. Selon des variantes de réalisation de l'invention, l'élément 11 peut être maintenu bloqué dans la gorge permettant son positionnement ou encore peut être dévidé de façon continu ou discontinu à l'aide de moyens de dévidage non représentés sur la figure 3a et adaptés à opérer un glissement du fil dans le canal d'alimentation de fil de la sonotrode 7. On voit sur cette figure que l'élément localisé 11 formant excroissance opère une découpe dans l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3.
  • Selon une variante du mode de réalisation de l'invention, le canal d'alimentation du fil présente n'est pas perpendiculaire à la surface plane ou sensiblement plane 73 de la sonotrode (la semelle) mais présente un angle de l'ordre de 10 à 40 degrés avec la surface 73 de la sonotrode 7. Cela permet avantageusement de préserver la portion de fil formant excroissance, utile à la découpe de la feuille de film plastique, d'avoir à subir des contraintes mécaniques (plis, torsions, ...) lorsque la trajectoire prédéterminée 13 suit une direction principale sans présenter de circonvolutions ou de virages trop serrés.
  • Le canal d'alimentation du fil, ainsi incliné, et dépourvu de coudes à l'intérieur de la sonotrode, permet d'éviter que le fil ne soit trop plié et facilite plus encore le positionnement « naturel » du fil selon la trajectoire prédéterminée 13.
  • La figure 3b représente la sonotrode 7 en léger retrait de la pièce 5 sur laquelle est déposée la feuille de film de plastique 3 au terme d'une opération de découpe réalisée par un déplacement relatif de la sonotrode 7 et de la pièce 5 pendant lequel la sonotrode a été maintenue au contact de la feuille de film de plastique 3 le long d'une trajectoire prédéterminée de découpe. On peut voir la gorge 15 formée par l'élément localisé 11 formant excroissance dans l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3. La gorge délimite ainsi deux portions de la feuille de film de plastique 3 après découpe, l'une ou l'autre des portions pouvant être détachée rapidement de la pièce et sans difficulté par une simple opération manuelle de retrait. Le marouflage peut ainsi être retiré d'un seul tenant, sans que celui-ci ne se fragmente.
  • La figure 4 illustre un exemple de pièce de carrosserie 5 de véhicule automobile et un exemple de trajectoire de découpe 13 prédéterminée définie pour réaliser un marouflage et délimiter ainsi une zone à peindre à l'extérieur de la trajectoire 13 et une zone à préserver de la peinture, à l'intérieur de la trajectoire 13. Ainsi, la trajectoire de découpe d'une feuille de film de plastique positionnée à des fins de marouflage correspond à la limite d'une zone peinte par rapport à une zone non peinte.
  • Les figures 5, 6 et 7 illustrent des étapes successives de mise en peinture de la pièce de carrosserie 5 (une peau de pare-chocs) mettant en œuvre un marouflage utilisant un procédé de découpe selon l'invention. Le procédé de découpe selon l'invention utilise le dispositif 1 représenté sur la figure 1. La pièce de carrosserie 5 est la pièce déjà représentée sur la figure 4. La figure 5 représente la pièce de carrosserie 5 après dépose d'une feuille de film de plastique 3 sur l'ensemble de la pièce (ici la feuille de film plastique 3 est représentée transparente). La figure 6 représente la pièce en cours d'aspersion de peinture sur les zones à peindre, ultérieurement à une découpe du film de plastique 3 le long de la trajectoire de découpe prédéterminée 13 et le retrait de la portion de la feuille de film de plastique 3 extérieure à la trajectoire de découpe 13. Les portions de la feuille de film de plastique 3 restant après retrait des portions extérieures aux trajectoires 13 opèrent un masquage de nature à préserver de l'aspersion de peinture les zones de la pièce de carrosserie 5 exclues des zones à peindre (soit les zones encore recouvertes chacune d'une portion de feuille de film de plastique, en forme de « zigzag » sur la figure). La figure 7 représente la pièce de carrosserie 5 après retrait des portions restantes (en forme de « zigzag ») de la feuille de film de plastique 3 de la pièce de carrosserie, faisant apparaitre des limites nettes entre les zones peintes et les zones non peintes, selon les trajectoires prédéterminées.
  • La figure 8 représente des positions successives d'éléments de découpe le long d'une trajectoire prédéterminée de découpe 13, différentes selon que l'élément de découpe ait une forme de découpe longiforme ou rectangulaire d'une part (élément 110) ou soit libre de mouvements (élément 11), d'autre part. La sonotrode 7 est portée par un bras 91 du robot 9. La liaison entre le bras 91 du robot 9 et la sonotrode 7 n'est pas articulée. La partie gauche de la figure 8, annotée 8a, illustre des positions successives d'un élément de découpe 110 de forme rectangulaire qui doit être mû en rotation pour adopter une position tangentielle à la trajectoire 13. Les orientations successives du bras de robot 91 illustrent la nécessité de positionner le bras 91 et en conséquence la sonotrode 7 pour que l'élément de découpe 110 ait une position orientée selon une tangente à la trajectoire 13. Cette configuration qui correspond aux outils de découpe de l'art antérieur ne permet pas de suivre des courbes (virages) avec précision. La partie droite de la figure 8, annotée 8b, illustre les positions successives d'un fil de découpe dont les caractéristiques lui permettent d'être libre de mouvements et de se positionner ainsi librement lorsque la sonotrode qui le porte parcourt la trajectoire de découpe 13 prédéterminée. L'élément de découpe est de la sorte « indifférent » à la forme de la trajectoire 13 prédéterminée. C'est le cas d'un élément de type fil de découpe, mais aussi lorsque l'élément forme une excroissance présentant une symétrie selon un quelconque axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la sonotrode 7, c'est-à-dire une demi-sphère, un pion ou un téton, par exemple. Dans ce cas, le bras 91 du robot 9 peut conserver une même orientation le long de la trajectoire de découpe prédéterminée 13. Ainsi, outre la grande précision de découpe obtenue grâce au dispositif de découpe 1 selon l'invention et au procédé de découpe mettant en œuvre le dispositif 1, il est avantageusement possible de s'affranchir d'avoir à contrôler un mouvement supplémentaire, à savoir le mouvement en rotation de l'outil de découpe 110 pour conformer sa position tangente à la trajectoire de découpe prédéterminée 13.
  • L'invention ne se limite pas à un procédé de découpe pour la réalisation d'opération de marouflage, mais à d'autres opérations telles que la décoration ou la préparation de pièces pour de l'assemblage, par exemple. Ainsi, la feuille de film de plastique 3 peut être découpée à partir d'un film décoratif et/ou lumineux, demeurant sur la pièce de carrosserie, par exemple.
  • Le film de plastique peut être fabriqué pour être rendu disponible en rouleau de largeur constante (et de dimensions prédéfinies). Il est prévu pour que sa dépose puisse se faire notamment par adhésivage ou que son maintien sur une pièce de carrosserie utilise l'effet électrostatique. Son utilisation et sa découpe peuvent être prévues à des fins de surmoulage par un autre matériau plastique, notamment translucide, pour préparer des éléments décoratifs de pièces de carrosserie.
  • En d'autres termes, le dispositif 1 selon l'invention est adapté pour opérer une découpe précise d'une feuille de film de plastique 3 déposée sur la pièce de carrosserie 5. Le dispositif 1 comprend la sonotrode 7 mue en vibrations par un générateur d'ultrasons 7'. La sonotrode 7 est montée sur le mécanisme piloté 9 (robot). La sonotrode 7 du dispositif 1 pour la découpe d'une feuille de film de plastique 3 présente l'extrémité de découpe à surface plane 73 (encore appelée « semelle »), laquelle extrémité est munie d'un élément localisé 11 formant excroissance et dépassant de la surface plane d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3. L'élément localisé 11 formant excroissance est idéalement libre de mouvements, en particulier autour de l'axe longitudinal 71 de la sonotrode 7. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément localisé 11 formant excroissance est un fil métallique, par exemple réalisé en cuivre, d'un diamètre compris entre 50 et 400 micromètres. Le dispositif 1 peut comprend des moyens configurés pour opérer un renouvellement de la portion du fil formant excroissance par dévidage automatique continu ou discontinu d'une bobine.
  • Un procédé de découpe selon l'invention pour la découpe d'une feuille de film de plastique 3 déposée sur la pièce 5 au moyen du dispositif 1 comprend :
    • une dépose d'une feuille de film 3 de plastique opérant comme un film de marouflage sur la pièce 5, et,
    • un déplacement relatif, selon une trajectoire de découpe prédéterminée 13, de la sonotrode 7 et de la pièce 5, l'extrémité de découpe 73 de la sonotrode étant maintenue au contact de la feuille de film de plastique 3 pendant le déplacement le long de la trajectoire 13.
  • Le procédé selon l'invention peut utiliser un fil de diamètre sensiblement égal à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3 ou un fil de diamètre supérieur à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3. Dans le cas d'un fil de diamètre supérieur à l'épaisseur de la feuille de film de plastique 3, la mise en œuvre du procédé permet avantageusement la formation d'une gorge 15 dans la pièce 5 sur laquelle est disposé la feuille de film de plastique 3.
  • Avantageusement le procédé de découpe de la feuille de film de plastique 3 utilise un fil présentant une longueur comprise entre 8 et 15 mm, préférentiellement 10 mm.
  • Selon une variante du procédé, une étape préalable de calibration géométrique unitaire est mise en œuvre avant l'étape de déplacement relatif de la sonotrode 7 et de la pièce 5.
  • L'invention concerne en outre la pièce de carrosserie 5 obtenue par le procédé décrit et comprenant une gorge en correspondance d'une trajectoire de découpe prédéterminée et/ou une portion de feuille de film de plastique, surmoulée ou non et utilisée par exemple à des fins décoratives. Avantageusement, une pièce de carrosserie obtenue grâce à la mise en œuvre du procédé selon l'invention peut être dépourvue de tout relief de type embossage, gorge, arête ou arête de style le long de la trajectoire de découpe 13 prédéterminée, dans la mesure où il n'est pas nécessaire de se repérer par de telles formes agencées dans une surface visible de la pièce pour définir précisément une trajectoire de découpe, y compris quand celle-ci est positionnée « pleine peau » sur une pièce de carrosserie.
  • L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits ci-avant et concerne plus largement tout dispositif pour la découpe d'un film de plastique ou d'une feuille de film de plastique déposé sur une pièce, comprenant une sonotrode montée sur un mécanisme piloté tel qu'un robot, la sonotrode présentant une extrémité de découpe à surface plane (semelle) munie d'un élément localisé formant excroissance dépassant de la surface plane d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur du film ou de la feuille de film de plastique, l'élément localisé formant excroissance et étant en forme de pion, de téton, de demi-sphère ou idéalement libre de mouvements, tel qu'un fil.
    • Liste de références
    • 1 :
    dispositif de découpe
    3 :
    feuille de film de plastique
    5 :
    pièce de carrosserie
    7 :
    sonotrode
    7' :
    générateur d'ultrasons
    9 :
    robot
    11 :
    élément de découpe formant excroissance
    13 :
    trajectoire prédéterminée de découpe
    15 :
    gorge formée dans la pièce de carrosserie

Claims (12)

  1. Dispositif (1) pour la découpe d'une feuille de film de plastique (3) déposé sur une pièce de carrosserie (5) comprenant une sonotrode (7), le dispositif (1) étant caractérisé en ce que la sonotrode (7) présente une extrémité de découpe (73) à surface plane et munie d'un élément localisé (11) formant excroissance dépassant de la surface plane d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur du film de plastique (3), l'élément localisé (11) formant excroissance étant libre de mouvements.
  2. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel l'élément (11) formant excroissance est un fil métallique.
  3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel le fil métallique présente un diamètre compris entre 50 et 400 micromètres.
  4. Dispositif (1) selon la revendication précédente configuré pour opérer un renouvellement du fil par dévidage automatique d'une bobine.
  5. Procédé de découpe d'une feuille de film de plastique (3) déposée sur une pièce (5), au moyen d'un dispositif (1) selon l'une des revendications 2 à 4.
  6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, on réalise:
    - une dépose d'une feuille de film de plastique (3) sur une pièce (5),
    - un déplacement relatif, selon une trajectoire de découpe (13) prédéterminée, de la sonotrode (7) et de la pièce (5).
  7. Procédé de découpe d'une feuille de film de plastique (3) selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 dans laquelle le diamètre du fil est sensiblement égal à l'épaisseur de la feuille de film de plastique (3).
  8. Procédé de découpe d'une feuille de film de plastique (3) selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 dans laquelle le diamètre du fil est supérieur à l'épaisseur de la feuille de film de plastique (3).
  9. Procédé de découpe d'une feuille de film de plastique (3) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, le fil présentant une longueur comprise entre 8 et 15 mm, préférentiellement 10 mm.
  10. Procédé de découpe d'une feuille de film de plastique (3) selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, le procédé comprenant une étape préalable de calibration géométrique unitaire avant l'étape de déplacement relatif de la sonotrode (7) et de la pièce (5).
  11. Pièce de carrosserie (5) comprenant une feuille de film de plastique découpée et/ou une gorge (15) creusée selon une trajectoire (13) prédéterminée, la pièce de carrosserie (5) étant obtenue par un procédé de découpe selon l'une quelconque des revendications 5 à 10.
  12. Pièce de carrosserie (5) selon la revendication précédente dépourvue de tout relief de type embossage, gorge, arête ou arête de style le long de la trajectoire (13) prédéterminée.
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