EP4598775A1

EP4598775A1 - Siège obtenu par impression 3d

Info

Publication number: EP4598775A1
Application number: EP23793438.5A
Authority: EP
Inventors: Michael Bouvier; Eric Brin; Hervé GLEYZES; Philippe Souville
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA; Renault SAS
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA; Renault SAS
Priority date: 2022-10-06
Filing date: 2023-10-05
Publication date: 2025-08-13
Also published as: FR3140589B1; CN120303151A; WO2024074791A1; FR3140589A1

Abstract

L'invention concerne un élément d'un siège de véhicule comprenant une matelassure (4) et une paroi d'enrobage (5) entourant ladite matelassure (4). Selon l'invention, la matelassure (4) et la paroi d'enrobage (5) sont fabriqués au moyen d'une impression 3D, ladite matelassure (4) présentant certaines zones de déformation (12) ménageant un espace libre (13) avec la paroi d'enrobage (5) pour permettre auxdites zones (12) de se déformer sans être contrainte par ladite paroi d'enrobage (5).

Description

Titre de l'invention : siège obtenu par impression 3D

[0001] La présente invention concerne un siège obtenu par impression 3D.

[0002] Les sièges de véhicule comprennent généralement une assise et un dossier, qui sont constitués chacun par une matelassure en mousse enrobée dans une enveloppe pouvant par exemple être en tissu textile ou en cuir.

[0003] Une tendance actuelle, est de fabriquer ces sièges, essentiellement la matelassure et l’enveloppe, au moyen d’une impression 3D, qui est une technique de fabrication simple, automatisée et rapide. En effet, il suffit de programmer dans l’imprimante 3D les caractéristiques des différentes couches à fabriquer concernant à la fois la matelassure et l’enveloppe pour obtenir un siège directement fonctionnel. Lors de cette impression 3D, il est à noter que la matelassure et l’enveloppe d’enrobage sont fabriqués simultanément et de façon progressive. Les matériaux constitutifs de l’enveloppe et de la matelassure sont choisis de tels sorte qu’ils remplacent avec la même efficacité les matériaux traditionnellement utilisés pour la fabrication de ladite matelassure et de ladite enveloppe.

[0004] Or, un problème rencontré lors de la fabrication de sièges de véhicule avec une impression 3D, est que la matelassure doit pouvoir se déformer facilement sous l’effet du poids d’une personne qui viendrait s’asseoir sur le siège, sans être contrainte par l’enveloppe qui enserrerait la matelassure de façon trop étroite et qui l’empêcherait de le faire.

[0005] Un siège selon l’invention est fabriqué au moyen d’une impression 3D tout en résolvant le problème ci-avant mentionné.

[0006] L’invention a pour objet un élément d’un siège de véhicule comprenant une matelassure et une paroi d’enrobage entourant ladite matelassure.

[0007] Selon l’invention, la matelassure et la paroi d’enrobage sont fabriqués au moyen d’une impression 3D, ladite matelassure présentant certaines zones de déformation ménageant un espace libre avec la paroi d’enrobage pour permettre auxdites zones de se déformer sans être contraintes par ladite paroi d’enrobage. Autrement dit, lors de la fabrication par impression 3D de cet élément de siège, la matelassure et la paroi d’enrobage sont fabriqués de façon simultanée et progressive, en ayant préalablement programmé dans l’imprimante 3D la présence d’un espace libre entre certaines zones de déformation de la matelassure de l’élément de siège et la paroi d’enrobage. De cette manière, ces zones de déformation disposent d’un espace de dégagement supplémentaire pour se déformer et ainsi procurer un certain confort à une personne qui serait assis sur ledit siège, sans exercer une pression sur la paroi d’enrobage qui pourrait alors empêcher la déformation de la matelassure. De même, dans le cas où la matelassure émergerait de l’enveloppe d’enrobage, une pression exercée sur ladite matelassure par une personne qui serait assise sur le siège ou qui quitterait le siège pour sortir du véhicule, conduirait à une déformation assez douce de ladite matelassure rendue possible par l’espace libre ménagé entre la matelassure et l’enveloppe d’enrobage. Si cet espace libre n’existait pas, la matelassure viendrait se plier contre un bord de l’enveloppe en débordant dudit bord. Une répétition de cette séquence pourrait conduire à une usure prématurée de la matelassure, voire à une rupture de celle-ci. La paroi d’enrobage est destinée à entourer entièrement ou de façon partielle la matelassure.

Préférentiellement, la paroi d’enrobage et la matelassure sont réalisées avec des matériaux différents. Lors de la fabrication par impression 3D de l’élément de siège, la matelassure présente une superposition d’au moins deux couches de cellules, lesdites couches pouvant être réalisées dans le même matériau ou dans des matériaux différents. Les cellules sont préférentiellement identiques et définissent chacune un motif unitaire se répétant plusieurs fois dans une même couche. La présence d’un espace libre entre la zone de déformation et la paroi d’enrobage signifie que ces deux éléments ne sont pas liés. L’élément de siège, peut par exemple une assise ou un dossier.

[0008] Selon une caractéristique possible de l’invention, ledit élément représente une assise du siège. La présence de certaines zones souples et déformables dans la matelassure est parfaitement justifiée dans une assise, dans la mesure où une personne amenée à s’asseoir sur le siège doit ressentir un certain confort en ayant la possibilité de s’enfoncer dans ladite assise.

[0009] Selon une caractéristique possible de l’invention, la paroi d’enrobage est un flanc latéral de l’assise présentant deux bords latéraux, dont un bord latéral intérieur et un bord latéral extérieur, et un bord avant reliant lesdits deux bords latéraux en étant perpendiculaire à ceux-ci, un espace libre étant ménagé entre le bord latéral extérieur du flanc latéral et une zone de déformation supérieure de la matelassure de l’assise. Lorsque le siège est monté dans le véhicule, le bord latéral extérieur du flanc latéral est situé du côté de la portière et le bord latéral intérieur dudit flanc latéral est situé du côté d’une console centrale du véhicule. A chaque fois qu’une personne assise sur le siège va vouloir sortir du véhicule, elle va exercer une pression de haut en bas sur la matelassure de l’assise qui va fluer vers le bord latéral extérieur du flanc latéral. L’espace libre ménagé entre ladite matelassure et le bord latéral extérieur du flanc latéral va permettre à la matelassure de se déformer modérément au-dessus dudit bord latéral extérieur, en préservant ladite matelassure. Si aucun espace libre n’était ménagé entre la matelassure et le bord latéral extérieur du flanc latéral, la matelassure viendrait directement se plier autour dudit bord latéral extérieur en débordant de celui-ci, avec pour conséquence une usure prématurée de la matelassure voire une rupture de celle-ci

[00010] La largeur est la dimension de l’espace libre matérialisant la distance séparant la matelassure et le flanc latéral. Un espace libre ayant une largeur inférieure à 10mm est suffisant pour assurer une bonne déformation de la matelassure. La zone supérieure de l’assise représente une épaisseur de l’assise contre laquelle est destinée à venir s’asseoir un passager du véhicule.

[00011] Selon une caractéristique possible de l’invention, l’espace libre ménagé entre la zone de déformation et le flanc latéral présente une largeur qui est inférieure à 5mm.

[00012] Selon une caractéristique possible de l’invention, aucun espace libre n’est ménagé entre la zone de déformation supérieure de la matelassure de l’assise et le bord avant du flanc latéral. En effet, si un espace libre était ménagé entre le bord avant du flanc latéral et la matelassure de l’assise, il pourrait se produire un pincement dans ledit espace libre, de la jambe d’une personne qui serait assise sur le siège. Or, un tel pincement fournit une sensation désagréable à la personne qui serait assise sur le siège.

[00013] Selon une caractéristique possible de l’invention, la matelassure possède une zone inférieure qui est placée sous la zone supérieure et dans la continuité de ladite zone supérieure, ladite zone inférieure étant liée au flanc latéral. Il est important que la matelassure ait une bonne stabilité de maintien au sein de l’assise, cette stabilité étant notamment assurée par la zone inférieure qui est liée au flanc latéral. Préférentiellement, il n’existe aucune couche d’interface entre la zone inférieure et la zone supérieure de la matelassure.

[00014] Selon une caractéristique possible de l’invention, la hauteur de la zone supérieure qui est sa dimension considérée suivant un axe verticale est inférieure ou égale à 20mm.

[00015] Selon une caractéristique possible de l’invention, la hauteur de la zone supérieure est inférieure ou égale à 10mm.

[00016] Selon une caractéristique possible de l’invention, la zone inférieure est liée au flanc latéral sur toute la hauteur de la zone de contact entre ladite zone inférieure et le flanc latéral.

[00017] Selon une caractéristique possible de l’invention, la matelassure est composée par un empilement de couches de cellules, les couches constituant la zone inférieure étant réalisées dans un matériau peu déformable et les couches constituant la zone supérieure sont réalisées dans un matériau déformable. Une impression 3D permet l’utilisation d’une grande variabilité de matériaux pour obtenir un objet final le plus précis et le plus complet possible, ayant les propriétés attendues.

[00018] L’invention a pour autre objet un procédé de fabrication d’un élément de siège selon l’invention au moyen d’une impression 3D.

[00019] Selon l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes :

-une étape de fabrication simultanée et progressive de la matelassure et de l’enveloppe d’enrobage au moyen d’une imprimante 3D,

-une étape de création d’un espace libre entre une zone déformable de la matelassure et de l’enveloppe d’enrobage.

[00020] Lors de la fabrication par impression 3D encore appelée fabrication additive simultanée, il faut préalablement programmer l’imprimante 3D de sorte que l’assise de siège obtenue à l’issue de cette fabrication, présente un espace libre entre la zone déformable de la matelassure et le flanc latéral.

[00021] L’invention a pour autre objet un véhicule comprenant au moins un siège possédant au moins un élément conforme à l’invention.

[00022] Selon l’invention, ledit élément comprend une matelassure et une paroi d’enrobage entourant ladite matelassure, ladite matelassure et ladite paroi d’enrobage étant fabriqués au moyen d’une impression 3D, ladite matelassure présentant certaines zones de déformation ménageant un espace libre avec la paroi d’enrobage pour permettre auxdites zones de se déformer sans être contraintes par ladite paroi d’enrobage.

[00023] Un élément de siège selon l’invention présente l’avantage de pouvoir être fabriquées de façon rapide, automatisée et précise, tout en présentant les propriétés requises pour assurer un bon confort d’assise. Il a de plus l’avantage de pouvoir être fabriqué avec un grand éventail de matériaux grâce à l’impression 3D, et donc de présenter les caractéristiques structurelles adaptées aux matériaux utilisés. Ainsi, à titre d’exemple, le matériau utilisé pour la fabrication de la zone déformable de la matelassure, va conditionner la valeur de la largeur de l’espace libre ménagé entre ladite matelassure et le flanc latéral.

[00024] On donne ci-après, une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un élément de siège selon l’invention, en se référant aux figures suivantes :

[00025] [Fig. 1] La figure 1 est une vue en perspective d’une assise de siège selon l’invention fabriquée par impression 3D,

[00026] [Fig. 2] La figure 2 est une vue en coupe d’une assise de siège selon l’invention en l’absence de sollicitation, montrant la matelassure et le bord latéral extérieur du flanc latéral, entre lesquels a été ménagé un espace libre,

[00027] [Fig. 3] La figure 3 est une vue en coupe d’une assise de siège selon l’invention soumise à une poussée verticale, montrant la matelassure et le bord latéral extérieur du flanc latéral, entre lesquels a été ménagé un espace libre,

[00028] [Fig. 4] La figure 4 est une vue en coupe d’une assise de siège selon l’invention en l’absence de sollicitation, montrant la matelassure et le bord avant du flanc latéral en contact l’un avec l’autre,

[00029] [Fig. 5] La figure 5 est une vue en coupe d’une assise de siège selon l’invention soumise à une poussée verticale, montrant la matelassure et le bord avant du flanc latéral en contact l’un avec l’autre,

[00030] [Fig. 6] La figure 6 est une vue en coupe simplifiée de la zone déformable d’une matelassure d’assise selon l’invention, montrant des couches de cellules superposées en absence de sollicitation extérieure,

[00031] [Fig. 7] La figure 7 est une vue en coupe simplifiée de la zone déformable d’une matelassure d’assise selon l’invention, montrant des couches de cellules superposées en présence d’une sollicitation extérieure sous la forme d’une poussée verticale vers le bas. [00032] La description détaillée qui va suivre va s’effectuer en supposant que l’élément de siège selon l’invention est une assise.

[00033] En se référant à la figure 1 , un siège 1 de véhicule comprend généralement une assise 2 et un dossier 3 qui est souvent réglable en inclinaison. Dans le cadre de l’invention, l’assise 2 est issue d’une impression 3D encore appelée fabrication additive simultanée. Cette assise 2 comprend une matelassure 4 et un flanc latéral 5 matérialisé par une bande entourant ladite matelassure 4. Ce flanc latéral 5 est réalisé dans un matériau plutôt rigide, et la matelassure 4 est réalisée dans un matériau plutôt souple de manière à assurer un confort d’assise pour une personne qui serait assise sur le siège 1 . La matelassure 4 possède une certaine épaisseur et présente des aptitudes à la déformation, tandis que le flanc latéral 5 présente au moins trois bords 6, 7, 8 s’étendant chacun dans un plan vertical. Parmi ces trois bords, on distingue deux bords latéraux parallèles 6, 7, dont un bord extérieur 6 et un bord intérieur 7, et un bord avant 8 reliant deux extrémités des deux bords latéraux parallèles 6,7. Les deux bords latéraux 6,7 bordent la matelassure 4 sur les côtés, et le bord avant 8 relie lesdits deux bords latéraux 6, 7 en étant perpendiculaires à ces deux bords latéraux 6, 7. Le bord avant 8 du flanc latéral 5 borde un bord avant de la matelassure 4. Ce flanc latéral 5 a pour objet d’assurer un maintien de la matelassure 4 au sein de l’assise 2. Le bord latéral extérieur 6 du flanc latéral 5 est situé en vis-à-vis d’une portière du véhicule par laquelle on accède au siège considéré, et le bord latéral intérieur 7 est situé en vis-à-vis d’une console centrale dudit véhicule.

[00034] En se référant aux figures 4 et 5, la matelassure 4 qui est fabriquée au moyen d’une imprimante 3D, se présente sous la forme d’une superposition de plusieurs couches 9 de cellules 10. Lorsque le siège 1 est monté dans un véhicule, ces couches 9 de cellules 10 s’étendent horizontalement les unes sur les autres. Les cellules 10 sont préférentiellement identiques 9 et représentent chacune un motif particulier qui se répète plusieurs fois dans une même couche 9. Les cellules 10 d’une couche 9 sont au contact de cellules 10 de la même couche 9 et de cellules 10 de couches adjacentes 9, de manière à former un réseau de cellules 10 tridimensionnel et continu. Le flanc latéral 5 qui est également fabriqué au moyen d’une impression 3D, est constitué de ses trois bords 6, 7, 8 et ne possède pas une structure en cellules 10. [00035] En se référant à la figure 2, lorsque le siège 1 est monté dans un véhicule, la matelassure 4 présente une zone inférieure 11 et une zone supérieure 12, ladite zone supérieure 12 étant placée au-dessus de la zone inférieure 11 . Ces deux zones 11 , 12 sont superposées et dans la continuité l’une de l’autre, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas séparées l’une de l’autre par une couche d’interface. La zone supérieure 12 peut être considérée comme une couche superficielle de la matelassure 4 contre laquelle une personne assise sur le siège sera directement en contact. La zone inférieure 11 peut être considérée comme une couche profonde de la matelassure 4 qui va assurer une certaine tenue à ladite matelassure 4. La zone supérieure 12 de la matelassure 4 est déformable pour assurer un certain confort d’assise à une personne qui serait assise sur la matelassure 4. La zone inférieure 11 de la matelassure 4 est beaucoup moins déformable que la zone supérieure 12, voire pas déformable du tout. La zone supérieure 12 de la matelassure 4 peut être réalisée dans le même matériau que celui de la zone inférieure, et dans ce cas, le caractère déformable ou non desdites zones 11 , 12 sera fonction de la concentration des cellules 10. Ces deux zones 11 , 12 peuvent également être fabriquées dans deux matériaux différents, l’un déformable pour la zone supérieure 12 et l’autre moins (ou non) déformable pour la zone inférieure 11 .

[00036] En se référant aux figures 2, 3, 6 et 7, lors de la fabrication de l’assise 2, c’est-à-dire de la matelassure 4 et du flanc latéral 5, au moyen d’une impression 3D, il a été décidé de créer un espace libre 13 entre la zone supérieure déformable 12 de l’assise 2 et le bord latéral extérieur 6 du flanc latéral 5. En effet, il a observé qu’à chaque fois qu’une personne assise sur le siège voulait sortir du véhicule par la portière, elle exerçait systématiquement avec sa jambe une poussée verticale sur la matelassure 4 située du côté du bord latéral extérieur 6 du flanc latéral 5, comme indiqué par la flèche 14 des figures 2, 3 et 7.

[00037] En se référant aux figures 3 et 7, grâce à la présence de l’espace libre 13 et donc du décalage entre le bord latéral extérieur 6 du flanc latéral 5 par rapport au bord de la matelassure 4 situé en vis-à-vis dudit bord latéral extérieur 6, la matelassure 4 peut se déformer modérément à chaque passage de jambe, sans subir une pliure trop marquée, qui risquerait de l’endommager prématurément voire de la rompre. Il faut souligner en effet, qu’en l’absence d’espace libre 13 entre la matelassure 4 et le bord latéral extérieur 6, la matelassure 4 viendrait se plier de façon marquée autour dudit bord latéral extérieur 6 avec un risque élevé de déchirure. La largeur de cette espace libre 13 qui matérialise la distance séparant la zone supérieure déformable 12 de la matelassure 4 et le bord latéral extérieur 6 du flanc latéral 5, est inférieure ou égale à 7mm. La hauteur de la zone supérieure déformable 12 est inférieure ou égale à 13mm, la hauteur étant la dimension de ladite zone 2 considérée suivant une direction qui est perpendiculaire à un plan moyen dans lequel s’inscrirait ladite zone supérieure 12.

[00038] En se référant aux figures 2 et 3, la zone inférieure 11 de la matelassure 4 est liée au bord latéral extérieur 6 du flanc latéral 5, c’est-à-dire que ladite zone inférieure 11 ne ménage aucun jeu avec ledit bord latéral extérieur 6. Préférentiellement, la zone inférieure 11 est liée au bord latéral extérieur 6 sur toute la hauteur de la zone de contact entre ladite zone inférieure 11 et ledit bord latéral extérieur 6.

[00039] En se référant aux figures 4 et 5, lors de la fabrication de l’assise 2, c’est-à- dire de la matelassure 4 et du flanc latéral 5, au moyen d’une impression 3D, il a été décidé de ne pas créer d’espace libre 13 entre la zone supérieure déformable

12 de l’assise 2 et le bord avant 8 flanc latéral 5. En effet, si un tel espace libre

13 avait été créé entre le bord avant 8 du flanc latéral 5 et la zone supérieure déformable 12 de la matelassure 4, il y aurait un risque important de pincement de la jambe d’une personne qui serait assise sur le siège, entre ledit bord avant 8 et ladite zone supérieure déformable 12. Afin d’empêcher qu’un tel pincement ne se produise, aucun espace libre 13 n’a été créé entre le bord avant 8 du flanc latéral 5 et la zone supérieure déformable 12 de la matelassure 4.

[00040] De cette manière, en se référant à la figure 5, le bord avant 8 et la zone supérieure déformable 12 de la matelassure 4 sont liés, et peuvent se déformer conjointement sans créer un espace susceptible de pincer la jambe d’une personne qui serait assise sur le siège.

Claims

Revendications

[Revendication 1] Elément (2, 3) d’un siège (1) de véhicule comprenant une matelassure (4) et une paroi d’enrobage (5) entourant ladite matelassure (4), caractérisé en ce que la matelassure (4) et la paroi d’enrobage (5) sont fabriqués au moyen d’une impression 3D, et en ce que ladite matelassure (4) présente certaines zones de déformation (12) ménageant un espace libre (13) avec la paroi d’enrobage (5) pour permettre auxdites zones (12) de se déformer sans être contraintes par ladite paroi d’enrobage (5).

[Revendication 2] Elément d’un siège selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit élément représente une assise (2) du siège.

[Revendication 3] Elément d’un siège selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi d’enrobage est un flanc latéral (5) de l’assise (2) présentant deux bords latéraux (6, 7), dont un bord latéral intérieur (7) et un bord latéral extérieur (6), et un bord avant (8) reliant lesdits deux bords latéraux (6, 7) en étant perpendiculaire à ceux-ci, et en ce qu’un espace libre est ménagé entre le bord latéral extérieur (6) du flanc latéral (5) et une zone de déformation (12) supérieure de la matelassure (4) de l’assise (2).

[Revendication 4] Elément de siège selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’aucun espace libre (13) n’est ménagé entre la zone de déformation (12) supérieure de la matelassure (4) de l’assise (2) et le bord avant (8) du flanc latéral (5).

[Revendication 5] Elément d’un siège selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la matelassure (4) possède une zone inférieure (11 ) qui est placée sous la zone supérieure (12) et dans la continuité de ladite zone supérieure (12), et en ce que ladite zone inférieure (11) est liée au flanc latéral (5).

[Revendication 6] Elément d’un siège selon la revendication 5, caractérisé en ce que la hauteur de la zone supérieure (12) qui est sa dimension considérée suivant un axe verticale est inférieure ou égale à 20mm.

[Revendication 7] Elément d’un siège selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la zone inférieure (11 ) est liée au flanc latéral (5) sur toute la hauteur de la zone de contact entre ladite zone inférieure (11 ) et le flanc latéral (5).

[Revendication 8] Elément d’un siège selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la matelassure (4) est composée par un empilement de couches (9) de cellules (10), et en ce que les couches (9) de cellules (10) constituant la zone inférieure (11 ) sont réalisées dans un matériau peu déformable et les couches (9) de cellules (10) constituant la zone supérieure (12) sont réalisées dans un matériau déformable.

[Revendication 9] Procédé de fabrication d’un élément (2, 3) de siège selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 au moyen d’une impression 3D, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

-une étape de fabrication simultanée et progressive de la matelassure (4) et de la paroi d’enrobage (5) au moyen d’une imprimante 3D, -une étape de création d’un espace libre (13) entre une zone déformable (12) de la matelassure (4) et l’enveloppe d’enrobage (5).

[Revendication 10] Véhicule comprenant au moins un siège possédant au moins un élément (2, 3) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit élément (2, 3) comprend une matelassure (4) et une paroi d’enrobage (5) entourant ladite matelassure (4), ladite matelassure (4) et ladite paroi d’enrobage (5) étant fabriqués au moyen d’une impression 3D, et en ce que ladite matelassure (4) présente certaines zones de déformation (12) ménageant un espace libre (13) avec la paroi d’enrobage (5) pour permettre auxdites zones (12) de se déformer sans être contraintes par ladite paroi d’enrobage (5).