ES2928591T3 - Procedimiento de fabricación de una pieza de vehículo automóvil y pieza de vehículo asociada - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método de fabricación de una pieza de automóvil (1) que comprende: - suministrar una tela (10) que comprende una mezcla de fibras aglutinantes (22) y fibras estructurales (20), - alimentar un dispositivo de calentamiento (40) que comprende un una parte superior (42) y una parte inferior (44), - calentamiento del tejido, en el dispositivo de calentamiento, por contacto - conformado del tejido para formar la pieza. Las fibras de unión están hechas de un primer polímero termofusible que tiene una primera temperatura de fusión, las fibras estructurales están hechas de un segundo polímero termofusible que tiene una segunda temperatura de fusión más alta que la primera temperatura de fusión. Durante la etapa de calentamiento, la parte superior se mantiene a una primera temperatura de calentamiento y la parte inferior se mantiene a una segunda temperatura de calentamiento, estrictamente superior a la primera temperatura de calentamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de una pieza de vehículo automóvil y pieza de vehículo asociada

[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una pieza de vehículo automóvil según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0002] Dicha pieza es, por ejemplo, un elemento de un conjunto de carenado en los bajos de la carrocería.

[0003] La pieza presenta un papel de insonorización acústica y de resistencia mecánica. Está destinada a resolver los problemas acústicos relacionados con los ruidos creados por el vehículo automóvil, tales como el motor o el rozamiento de las ruedas. Además, la pieza debe presentar una buena resistencia mecánica a las colisiones, en particular en caso de percusión de los bajos de la carrocería del vehículo con una acera.

[0004] Se sabe preparar dichas piezas con materiales inyectados para los que presentan una buena resistencia mecánica. A continuación se añade en estas piezas un amortiguador acústico, por ejemplo de Thinsulate™, para conferirles propiedades de absorción acústica. Dichos amortiguadores permiten reducir el volumen sonoro principalmente en dirección al habitáculo. Sin embargo, el Thinsulate™ es muy caro. Además, la absorción por el amortiguador no reduce suficientemente la contaminación sonora hacia el exterior del vehículo.

[0005] Se sabe también preparar piezas a base de fibras que presentan buenas propiedades acústicas. Sin embargo, los materiales fibrosos son poco resistentes a los desgarros. La adición de una película en la superficie del material fibroso mejora su resistencia pero reduce fuertemente sus capacidades de absorción acústicas.

[0006] El documento DE 10 2013 104715 A1 describe un procedimiento de fabricación de una pieza de insonorización acústica según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0007] Por tanto, un objeto de la invención es obtener de forma sencilla y poco costosa una pieza de muy buen rendimiento para la absorción acústica y que presente mejores propiedades de resistencia mecánica.

[0008] Para este fin, la invención tiene por objeto un procedimiento según la reivindicación 1.

[0009] El procedimiento según la invención puede comprender la una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 10.

[0010] La invención tiene también por objeto una pieza de vehículo según la reivindicación 11.

[0011] La pieza de vehículo según la invención puede comprender la una o varias de las características de las reivindicaciones 12 y 13.

[0012] La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que se ofrece a continuación, proporcionada únicamente a modo de ejemplo, y hecha en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

[Fig. 1] la figura 1 es una vista tomada en sección parcial de una pieza formada como resultado del procedimiento según la invención,

[Fig. 2] la figura 2 es una vista análoga a la figura 1 de una napa destinada a formar la pieza de la figura 1 según la invención,

[Fig. 3] la figura 3 es una vista análoga a la figura 1, durante una etapa de fabricación de la pieza según la invención, y

[Fig. 4] la figura 4 es una vista análoga a la figura 2, de una segunda napa destinada a formar una pieza según la invención,

[Fig. 5] la figura 5 es una vista análoga a la figura 2, de una tercera napa destinada a formar una pieza según la invención.

[0013] En la figura 1 se representa una pieza 1 de vehículo automóvil. Dicha pieza 1 es, por ejemplo, un elemento de un conjunto de carenado en los bajos de la carrocería.

[0014] La pieza 1 está destinada a aplicarse directamente sobre una superficie del vehículo automóvil. Por ejemplo, la pieza 1 se fija en la superficie por medio de pasadores.

[0015] La pieza 1 incluye una cara exterior 4 destinada a girarse hacia el suelo y una cara interior 6 destinada a girarse hacia la carrocería del vehículo.

[0016] Como se representa en la figura 1, la pieza 1 está formada con un solo bloque integrado.

[0017] La pieza 1 es asimétrica, de manera que la cara exterior 4 y la cara interior 6 no presentan el mismo aspecto.

[0018] La pieza 1 se fabrica a partir de una napa 10 de fibras 12, estando una parte de las fibras 12 al menos parcialmente fundidas de manera que forman una matriz 14. El procedimiento de fabricación y la napa 10 se describirán posteriormente en relación con las figuras 2 y 3.

[0019] La pieza presenta una proporción más elevada de fibras 12 no fundidas en la cara interior 6 que en la cara exterior 4.

[0020] La cara exterior 4 presenta un aspecto más liso que la cara interior 6.

[0021] La pieza 1 presenta una absorción acústica para la frecuencia de 1.500 Hz con una lámina de aire de 60 mm comprendida entre 0,7 alfa Sabine y 0,98 alfa Sabine.

[0022] La pieza 1, cerca de la cara exterior 4, presenta una porosidad adaptada para presentar una resistividad al paso del aire que está comprendida ventajosamente entre 120.000 N.m-4.s y 150.000 N.m-4.s, en particular igual a aproximadamente 135.000 N.m-4.s.

[0023] Por «cerca de la cara exterior 4», se entiende comprendida en un segmento de bajo espesor, por ejemplo comprendida entre 1,5 mm y 2 mm extendiéndose a partir de la cara exterior 4.

[0024] La resistencia al paso del aire o su resistividad se mide mediante el procedimiento descrito en la tesis "Mesures des paramétres caractérisant un milieu poreux. Étude expérimental du comportement acoustique des mousses aux basses fréquences", Michel HENRY, expuesta el 3 de octubre de 1997 en la Universidad de Le Mans.

[0025] La pieza 1, cerca de la cara interior 6, presenta una porosidad adaptada para presentar una resistividad al paso del aire que está comprendida ventajosamente entre 20.000 N.m-4.s y 60.000 N.m-4.s, en particular igual a aproximadamente 40.000 N.m-4.s.

[0026] Por «cerca de la cara interior 6», se entiende comprendida en un segmento de bajo espesor, por ejemplo comprendida entre 1,8 mm y 2,2 mm extendiéndose a partir de la cara interior 6.

[0027] La cara interior 6 de la pieza 1 es más porosa que la cara exterior 4 de la pieza 1. No obstante, la cara exterior 4 es suficientemente porosa para permitir una absorción acústica.

[0028] La masa por unidad de superficie de la pieza 1 está comprendida, por ejemplo, entre 700 g/m2 y 2.000 g/m2 y en particular entre 700 g/m2 y 900 g/m2.

[0029] El espesor de la pieza 1, medida entre la cara exterior 4 y la cara interior 6, está comprendido ventajosamente entre 2 mm y 4 mm, por ejemplo entre 2,5 mm y 3,5 mm.

[0030] En la figura 2 se representa la napa 10 de fibras 12.

[0031] La napa 10 está formada por una mezcla de fibras de unión 22 y fibras de estructura 20.

[0032] Las fibras de unión 22 y las fibras de estructura 20 se ensamblan en la napa 10, por ejemplo, mecánicamente por punzonado sin el uso de ligantes de naturaleza química.

[0033] Las fibras de unión 22 están hechas de un primer polímero termofusible. El primer polímero termofusible presenta una primera temperatura de fusión Tf1.

[0034] Las fibras de unión 22 están destinadas a fundirse al menos parcialmente en la pieza 1.

[0035] Las fibras de unión 22 presentan un punto de fusión inferior al de las fibras de estructura 20.

[0036] Ventajosamente, las fibras de unión 22 presentan un título comprendido entre 3,3 dTex y 6,7 dTex.

[0037] Además, las fibras de unión 22 presentan una longitud comprendida entre 60 mm y 120 mm, por ejemplo entre 50 mm y 70 mm.

[0038] Por ejemplo, el primer polímero termofusible es un copolímero de polietileno (coPET) y presenta una primera temperatura de fusión de 110°C.

[0039] Como variante, el primer polímero es un politereftalato de etileno (PET) y presenta una primera temperatura de fusión de 250°C.

[0040] Como variante, el primer polímero es un poliéster de dos componentes de coPET y de PET y presenta una primera temperatura de fusión de 110°C.

[0041] Las fibras de estructura 20 están hechas de un segundo polímero termofusible. El segundo polímero termofusible presenta una segunda temperatura de fusión Tf2.

[0042] La primera temperatura de fusión Tf1 es inferior a la segunda temperatura de fusión Tf2.

[0043] Las fibras de estructura 20 están destinadas a no fundirse totalmente en la pieza 1. Así, conservan al menos parcialmente su integridad dentro de la pieza 1.

[0044] Ventajosamente las fibras de estructura 20 presentan un título comprendido entre 3,3 dTex y 17 dTex.

[0045] Además, las fibras de estructura 20 presentan una longitud comprendida entre 60 mm y 120 mm, por ejemplo entre 50 mm y 70 mm.

[0046] Por ejemplo, el segundo polímero es un politereftalato de etileno (PET) y presenta una segunda temperatura de fusión de 250°C

[0047] La napa 10 presenta una primera cara 30 y una segunda cara 32.

[0048] La primera cara 30 está destinada a formar la cara interior 6 de la pieza 1.

[0049] La segunda cara 32 está destinada a formar la cara exterior 4 de la pieza 1.

[0050] En la primera realización, la distribución de las fibras de unión 22 y las fibras de estructura 20 en la napa 10 es homogénea entre la primera cara 30 de la napa y la segunda cara 32 de la napa 10.

[0051] Ventajosamente, la napa 10 comprende un porcentaje elevado de fibras de estructura 20. Por ejemplo la napa comprende entre el 60% y el 80% en masa de fibras de estructura 20 y entre el 20% y el 40% en masa de fibras de unión 22. Por ejemplo, la napa comprende el 70% en masa de fibras de estructura entre el 20 y el 30% en masa de fibras de unión 22.

[0052] El procedimiento de fabricación de la pieza se implementa en una instalación 38 representada esquemáticamente en la figura 3. Esta instalación incluye un dispositivo de calentamiento 40, una prensa en frío (no representada) y un molde de conformación (no representado).

[0053] El dispositivo de calentamiento 40 funciona por calentamiento de contacto.

[0054] El dispositivo de calentamiento 40 está dispuesto, preferentemente, separado del molde de termoconformación.

[0055] El dispositivo de calentamiento 40 incluye una parte superior 42 y una parte inferior 44 que pueden moverse una con respecto a la otra entre una posición de presión y una posición separada.

[0056] Además, el dispositivo de calentamiento 40 incluye un dispositivo de control (no representado). El dispositivo de control es capaz de controlar independientemente la temperatura de la parte superior 42 y la temperatura de la parte inferior 44.

[0057] Ventajosamente, la parte superior 42 y la parte inferior 40 son placas planas.

[0058] El molde de conformación presenta una configuración abierta de inserción de la napa y una configuración cerrada. El molde de conformación define en la configuración cerrada una cavidad de moldeo de forma sustancialmente complementaria a la forma de la pieza 1.

[0059] A continuación se describirá un procedimiento de fabricación de la pieza 1.

[0060] Inicialmente, se suministra una napa 10.

[0061] Se suministra la instalación 38. El dispositivo de calentamiento 40 está en posición de separación.

[0062] Además, el dispositivo de calentamiento 40 está ventajosamente precalentado. La parte superior 42 del dispositivo de calentamiento 40 se mantiene a una primera temperatura de calentamiento T1. La parte inferior 44 del dispositivo de calentamiento 40 se mantiene a una segunda temperatura de calentamiento T2, la segunda temperatura de calentamiento T2.

[0063] La segunda temperatura de calentamiento T2 es estrictamente superior a la primera temperatura de calentamiento T1.

[0064] Ventajosamente, la primera temperatura de calentamiento T1 es estrictamente inferior a la segunda temperatura de fusión Tf2.

[0065] Según la reivindicación 1, la primera temperatura de calentamiento T1 es superior o igual a la primera temperatura de fusión Tf1. La segunda temperatura de calentamiento T2 es superior o igual a la segunda temperatura de fusión Tf2.

[0066] Ventajosamente, el molde de conformación se enfría. La temperatura del molde de conformación se mantiene por ejemplo a una temperatura de 15°C.

[0067] La napa 10 se coloca en el dispositivo de calentamiento 40, como se ilustra en la figura 3. El dispositivo de calentamiento se coloca en posición de presión.

[0068] En posición de presión, la napa 10 está en contacto con la parte inferior 44 del dispositivo de calentamiento 40 y con la parte superior 42 del dispositivo de calentamiento 40.

[0069] La primera cara 30 de la napa 10 está en contacto con la parte superior 42 del dispositivo de calentamiento 40 y la segunda cara 32 de la napa 10 está en contacto con la parte inferior 44 del dispositivo de calentamiento 40.

[0070] Además, en posición de presión, la presión ejercida por el dispositivo de calentamiento 40 es baja de manera que la napa 10 se mantiene porosa y presenta la resistencia al paso del aire deseada.

[0071] En el curso de la etapa de calentamiento, la parte superior 42 del dispositivo de calentamiento 40 se mantiene a la primera temperatura de calentamiento T1 y la parte inferior 44 del dispositivo de calentamiento 40 se mantiene a la segunda temperatura de calentamiento T2.

[0072] Las calorías transmitidas por contacto de la primera cara 30 con la parte superior 42 del molde provocan la fusión de una parte de las fibras de unión cerca de la parte superior del molde. Sin embargo, cerca de la parte superior 42 del molde, las fibras de estructuras 20 no se funden.

[0073] Las calorías transmitidas por contacto de la segunda cara 32 con la parte inferior 44 del molde provocan la fusión de las fibras de unión 22 y de una parte de las fibras de estructura 20 cerca de la parte inferior 44.

[0074] La duración de la etapa de calentamiento se adapta para que, en el centro de la napa, la temperatura sea inferior o igual a la primera temperatura de calentamiento.

[0075] La duración de la etapa de calentamiento depende del gramaje de la napa, del espesor de la napa y de la diferencia entre la primera temperatura de calentamiento y la segunda temperatura de calentamiento.

[0076] Por ejemplo, para un espesor de napa 10 de 10 mm, la duración de la etapa de calentamiento es estrictamente inferior a 70 segundos.

[0077] Como resultado de la etapa de calentamiento, la napa 10 se funde parcialmente y conserva una cierta cohesión debido a las fibras no fundidas, con lo que la napa 10 es fácil de manipular y de conformar.

[0078] A continuación, la napa 10 se desplaza así en el molde de conformación. La napa se conforma en el molde de conformación, de manera que forme la pieza.

[0079] A continuación, la napa 10 se enfría. El enfriamiento en el molde de conformación genera la solidificación de las fibras fundidas que forman una matriz 14. Las fibras de estructura 20 no fundidas y las fibras de unión 22 no fundidas forman fibras 12 sumergidas en la matriz 14.

[0080] La cara exterior 4 de la pieza 1 presenta así un aspecto relativamente liso. Además, como la napa 10 no se ha sometido a una compresión demasiado importante en el curso del calentamiento, conserva una resistencia al paso del aire adaptada.

[0081] La figura 4 representa una napa 60 para una segunda realización de la invención.

[0082] En esta segunda realización, la distribución de las fibras de unión y las fibras de estructura en la napa 60 no es homogénea.

[0083] Antes del calentamiento, la napa 60 presenta un gradiente de fibras de unión 22 entre la primera cara 30 y la segunda cara 32 de la napa.

[0084] La proporción de fibras de unión 22 es más elevada cerca de la segunda cara 32 que cerca de la primera cara 30.

[0085] El gradiente se forma por ejemplo mediante proyección de polvo constituido por el primer polímero en la segunda cara 32 de la napa 60.

[0086] En la tercera realización, la napa 70 se diferencia de la napa 60 de la segunda realización en que la napa 70 comprende dos capas 72, 74.

[0087] La primera capa 72 está constituida por una mezcla de fibras de estructura 20 y de fibras de unión 22.

[0088] La segunda capa 74 está constituida por fibras de unión 22.

[0089] El espesor de la segunda capa 74 es bajo con respecto al espesor de la primera capa 72.

[0090] Por ejemplo, el gramaje de la segunda capa 74 es igual a 80 g/m2.

[0091] Por ejemplo, el espesor de la segunda capa está comprendido entre 0,2 mm y 0,3 mm.

[0092] La segunda cara 32 está formada por la segunda capa 74.

[0093] En el curso del calentamiento, las dos capas 72, 74 se fusionan de manera que la pieza 1 está hecha de un solo bloque.

[0094] La pieza 1 así formada es capaz de asumir un papel de insonorización acústica y de resistencia mecánica. De hecho, la pieza 1 fibrosa absorbe los ruidos creados por el vehículo automóvil, tales como el motor o el rozamiento de las ruedas. Además, la cara exterior 4 presenta una buena resistencia mecánica a las colisiones, en particular en caso de percusión de los bajos de la carrocería del vehículo con una acera.

[0095] De hecho, al ser la cara exterior 4 más lisa, disminuye el riesgo de desgarro de la pieza por enganche con un obstáculo. Así, la pieza ofrece resistencia en particular en un ensayo que simula el aplastamiento de la pieza contra una acera.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación de una pieza (1) de vehículo automóvil, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:

- suministro de una napa (10, 60, 70), comprendiendo la napa (10, 60, 70) una mezcla de fibras de unión (22) y de fibras de estructura (20),

- suministro de un dispositivo de calentamiento (40), comprendiendo el dispositivo de calentamiento (40) una parte superior (42) y una parte inferior (44), que pueden moverse una con respecto a la otra entre una posición de presión y una posición separada,

- calentamiento de la napa (10, 60, 70), en el dispositivo de calentamiento (40), por contacto de la napa (10, 60, 70) con la parte inferior (44) del dispositivo de calentamiento (40) y con la parte superior (42) del dispositivo de calentamiento (44),

- conformación de la napa (10, 60, 70) en un molde de conformación, de manera que forme la pieza (1), estando las fibras de unión (22) hechas de un primer polímero termofusible, estando las fibras de estructura (20) hechas de un segundo polímero termofusible, presentando el primer polímero termofusible una primera temperatura de fusión, presentando el segundo polímero termofusible una segunda temperatura de fusión, siendo la primera temperatura de fusión inferior a la segunda temperatura de fusión, y porque, durante la etapa de calentamiento, la parte superior (42) del dispositivo de calentamiento (40) se mantiene a una primera temperatura de calentamiento y la parte inferior (44) del dispositivo de calentamiento (40) se mantiene a una segunda temperatura de calentamiento, siendo la segunda temperatura de calentamiento estrictamente superior a la primera temperatura de calentamiento, caracterizado porque la primera temperatura de calentamiento es superior o igual a la primera temperatura de fusión y la segunda temperatura de calentamiento es superior o igual a la segunda temperatura de fusión.

2. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 1, en el que la primera temperatura de calentamiento es estrictamente inferior a la segunda temperatura de fusión.

3. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 1 o 2, en el que el segundo polímero termofusible comprende politereftalato de etileno (PET).

4. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el primer polímero termofusible comprende un copolímero de polietileno (coPET).

5. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las fibras de unión (22) son fibras de dos componentes de copolímero de polietileno (coPET) y de politereftalato de etileno (PET).

6. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la napa (10, 60, 70) comprende entre el 60% y el 80% en masa de fibras de estructura (20) y entre el 20% y el 40% en masa de fibras de unión (22).

7. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la napa (60, 70) presenta una primera cara (30) y una segunda cara (32), y, antes del calentamiento, la napa (60, 70) presenta un gradiente de fibras de unión (22) entre la primera cara (30) y la segunda cara (32) de la napa (60, 70), siendo la proporción de fibras de unión (22) más elevada cerca de la segunda cara (32) que cerca de la primera cara (30), y porque, durante el calentamiento, la primera cara (30) está en contacto con la parte superior (42) del dispositivo de calentamiento (40) y la segunda cara (32) está en contacto con la parte inferior (44) del dispositivo de calentamiento (40).

8. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 7 en el que el gradiente se forma por proyección de polvo constituido por el primer polímero en la segunda cara (32) de la napa (60).

9. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la napa (70) comprende una primera capa (72) constituida por una mezcla de fibras de estructura (20) y de fibras de unión (22) y una segunda capa (74) constituida por fibras de unión (22).

10. Procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en el que la segunda temperatura de calentamiento es superior a 240°C y la primera temperatura de calentamiento está comprendida entre 180°C y 220°C.

11. Pieza (1) de vehículo que puede obtenerse por el procedimiento de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Pieza (1) según la reivindicación 11, caracterizada porque la pieza (1) presenta una absorción acústica comprendida entre 0,7 alfa Sabine y 0,98 alfa Sabine.

13. Pieza (1) según la reivindicación 11 o 12, en la que la pieza (1) comprende una cara exterior (4) y una cara interior (6), siendo la resistencia al paso del aire de la pieza (1) cerca de la cara exterior (4) estrictamente superior a la resistencia al paso del aire de la pieza cerca de la cara interior (6).