FR2893528A1 - Procede de surmoulage localise par injection, moule mis en oeuvre dans ledit procede et piece multimatiere ainsi obtenue - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce ou d'un élément de pièce multimatière, notamment en matières thermoplastiques, par surmoulage localisé par injection.Procédé caractérisé en ce qu'on :- a) injecte une première matière plastique dans le volume d'une première empreinte d'un moule complètement fermé,- b) ouvre partiellement ledit moule pour former au moins un volume localisé d'au moins une seconde empreinte qui ne s'étend pas sur toute la surface de la première couche de matière plastique qui forme la première partie (2) déjà injectée,- c) injecte localement au moins une seconde matière plastique différente de la première dans ledit au moins un volume localisé pour former au moins une partie rapportée (3) sur la première partie (2) avant de démouler la pièce ou l'élément de pièce final obtenu.

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne le domaine de la plasturgie. Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé de fabrication de pièces ou d'articles multimatières, c'est-à-dire de pièces ou d'éléments de pièces qui sont constitués de plusieurs types de matières plastiques et/ou de matières plastiques de couleurs ou de textures différentes. De telles pièces ou éléments de pièces trouvent application, par exemple, dans le domaine de l'industrie automobile, notamment pour la réalisation de panneaux intérieurs de véhicules tels que des panneaux de portières intérieurs, des tableaux de bords, etc. La présente invention concerne encore plus particulièrement le domaine de la fabrication de pièces multimatières par surmoulage par injection et s'intéresse également à la fourniture de moules particulièrement adaptés au procédé de surmoulage selon l'invention. La présente invention concerne donc un procédé d'injection multimatière, de préférence bimatière, et plus particulièrement un procédé de surmoulage localisé d'une première matière plastique par une seconde. Il est également important de noter que la notion de surmoulage localisé est, dans le cadre de la présente invention, basée sur une ouverture totale (sur toute la superficie de la pièce) du moule d'injection entre l'injection du premier matériau thermoplastique et l'injection du deuxième matériau thermoplastique ou des matériaux thermoplastiques ultérieurs. On connaît déjà un grand nombre de procédés de surmoulage localisé par injection. On peut citer, à titre d'exemples, le surmoulage effectué à l'aide de deux ou plusieurs outillages différents, le surmoulage par transfert, le surmoulage par pavé(s) mobile(s) ou encore le surmoulage par moule rotatif ou plateau rotatif. Le surmoulage réalisé à l'aide de deux outillages différents va consister en l'injection d'un premier matériau thermoplastique dans un premier moule d'injection. Puis, la pièce de base ainsi fabriquée est transférée dans un deuxième outillage dont l'empreinte est différente de celle du premier moule de telle sorte à réaliser un surmoulage local à l'aide d'une deuxième matière injectée, par l'intermédiaire d'une deuxième machine. Ce type de procédé est particulièrement onéreux dans la mesure où il nécessite l'emploi d'autant de machines et d'outillages que de pièces -2-différentes à former. Le temps de cycle est de plus assez long pour ce type de procédé. Le même procédé peut être appliqué mais avec un seul outillage comprenant cette fois deux ou plusieurs cavités de moulage. Le principe est repris sur le schéma de la figure 1 annexée sur laquelle on a représenté de manière simplifiée une coupe d'un moule permettant d'obtenir une pièce surmoulée en bas du moule au niveau du poste B. Un des problèmes majeurs posé par ce genre de procédé est la taille de l'outillage qui le rend souvent incompatible pour des pièces de grande taille ou qui nécessitent d'utiliser une machine surdimensionnée et ainsi très onéreuse. Le temps de cycle est également assez long pour ce type de procédé. On peut également mentionner le surmoulage rotatif qui est en fait un procédé dérivé de la technique précédente, le transfert étant réalisé cette fois par l'intermédiaire d'une base rotative. Un tel procédé est schématiquement illustré à la figure 2. Les inconvénients sont les mêmes que pour le procédé précédent. Ce type de procédé a donné naissance également à la conception de machines bimatière avec un plateau rotatif central. Enfin, on peut citer un autre procédé de surmoulage connu utilisant un moule avec un ou plusieurs pavés mobiles. Cette technique permet, certes, avec un seul outillage mono-empreinte d'obtenir soit une pièce mono-matière, soit une pièce bimatière. Cependant, cette technique présente également un inconvénient majeur dans la mesure où une ou plusieurs pièces mobiles pilotées par vérins hydrauliques ou autres sont nécessaires. Des jeux de fonctionnement sont alors nécessaires pour éviter tout phénomène de grippage. De plus, pour des grandes cadences, le jeu aura tendance à augmenter. Ainsi, les pièces produites par ce type de procédé présentent inévitablement des bavures sur la surface visible de la pièce, ce qui est évidemment inacceptable pour des pièces d'aspect telles que celles utilisées, par exemple, pour le décor intérieur d'une automobile. Un tel procédé est schématiquement illustré par la figure 3 sur laquelle on a représenté une coupe simplifiée d'un moule présentant une empreinte interne de géométrie variable entre l'injection n 1 et n 2 sous l'effet de la rétractation du pavé mobile suggéré en pointillés.

En résumé, les procédés actuellement mis en oeuvre dans l'état de la technique présentent les inconvénients importants d'imposer des outillages spécifiques nombreux et donc onéreux, parfois surdimensionnés, -3- de nécessiter des temps de cycles relativement longs et ne permettre la réalisation que de pièces de qualité imparfaite et insuffisante. Ainsi, comme on peut le voir, les techniques existantes ne permettent pas de répondre au besoin qui existe pour les pièces dites d'aspect de grandes tailles telles que celles couramment rencontrées dans l'industrie et notamment dans le domaine de l'industrie automobile. Il existe donc un besoin de pallier les inconvénients précités et de disposer d'un procédé économique et facile à mettre en oeuvre permettant de réaliser des pièces ou des éléments de pièces multimatières localement surmoulées, en particulier constituées de différentes matières plastiques, qui puissent être réalisées à des cadences élevées tout en garantissant un niveau de qualité très élevé, notamment sur le plan de la finition et sur le plan esthétique du produit final obtenu. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce ou d'un élément de pièce en matières plastiques composé d'une première partie et d'au moins une partie rapportée de nature et/ou de couleur différente de la première par surmoulage localisé par injection dans un moule essentiellement composé de deux demi-moules, l'un formant la matrice et l'autre le poinçon dudit moule, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement les étapes consistant à : a) injecter une première matière plastique dans le volume d'une première empreinte réalisée entre ladite matrice et ledit poinçon lorsque ledit moule est complètement fermé, b) ouvrir partiellement ledit moule en écartant ladite matrice et ledit poinçon au moins d'une distance prédéterminée d permettant de former entre ladite matrice et la surface de la première couche de matière plastique précédemment injectée, au moins un volume localisé d'au moins une seconde empreinte qui ne s'étend pas sur toute la surface de ladite première couche de matière plastique qui forme la première partie de la pièce ou de l'élément de pièce à réaliser, c) maintenir les deux demi-moules écartés de la distance prédéterminée d précitée, d) injecter localement au moins une seconde matière plastique de nature et/ou de couleur différente de la première dans ledit au moins un volume localisé de ladite au moins seconde empreinte de façon à former, localement, au moins une partie rapportée directement sur la première couche de la première matière plastique formant la première partie de la -4- pièce ou de l'élément de pièce à réaliser, ladite ou lesdites parties rapportées issues de cette seconde injection ne recouvrant pas totalement ou de façon continue la surface de ladite première partie de pièce, e) répéter, le cas échéant, les étapes b) à d) de façon à obtenir un stratifié de couches de parties rapportées sur la première partie dont les natures et/ou les couleurs des matières plastiques successivement injectées qui les forment sont alternativement différentes, et f) ouvrir complètement le moule pour démouler la pièce ou l'élément de pièce final obtenu.

Elle a également pour objet une pièce ou un élément de pièce réalisé en plusieurs matières plastiques différentes, en particulier destiné à un usage dans l'industrie automobile et plus particulièrement en tant que pièce ou élément de pièce d'un panneau intérieur de portière ou de tableau de bord d'un véhicule, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Enfin, la présente invention a encore pour objet un moule pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention qui est composé de deux demi-moules, l'un formant la matrice et l'autre le poinçon pour réaliser la première empreinte destinée à la première matière plastique injectée dans ledit moule, caractérisé en ce qu'au moins le demi-moule constituant la matrice dudit moule comprend au moins un moyen de délimitation saillant depuis la face interne de ladite matrice vers l'intérieur dudit moule de sorte à réaliser, lors d'un écartement prédéterminé desdits deux demi-moules après injection de la première matière plastique dans ledit moule, un volume localisé d'une seconde empreinte réalisée, d'un côté, par une portion interne de ladite matrice comprise entre lesdits moyens de délimitation et, de l'autre côté, par la première couche de matière plastique précédemment injectée dans l'espace qui existait entre la matrice et le poinçon avant l'écartement des deux demi-moules, la seconde empreinte ne couvrant qu'une partie de la surface de la première empreinte. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un moule d'un premier type de procédé de surmoulage selon l'état de la technique, -5- la figure 2 est une vue en coupe simplifiée d'un moule d'un second type de procédé de surmoulage selon l'état de la technique, la figure 3 est une vue en coupe simplifiée d'un moule d'un troisième type de procédé de surmoulage selon l'état de la technique, la figure 4a est une vue partielle en coupe simplifiée d'un moule utilisé dans le cadre d'une première étape du procédé selon l'invention, la figure 4b est une vue partielle en coupe simplifiée d'un moule utilisé dans le cadre d'une seconde étape du procédé selon l'invention, la figure 4c est une vue partielle en coupe simplifiée d'un moule utilisé dans le cadre d'une troisième étape du procédé selon l'invention, et la figure 5 est une photo d'un exemple de pièce bimatière obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le procédé de surmoulage localisé selon l'invention consiste en une injection bimatière avec un outillage mono-empreinte. Pour des raisons de clarté, les figures 4a à 4c ne représentent que la partie essentielle d'une vue en coupe d'un moule choisi de manière non limitative pour expliquer la fabrication d'une pièce bimatière en utilisant le procédé selon l'invention. Les autres éléments et organes constitutifs dudit moule qui sont habituellement présents tels que des dispositifs mécaniques généraux de fonctionnement, de fermeture, d'étanchéité, d'alimentation, d'injection des matières dans le moule, etc. sont réalisés de façon connue en soi et ne seront pas explicités plus en détail. Il en va de même en ce qui concerne les détails pratiques pour la mise en oeuvre du procédé (températures et pressions d'injection, temps de séjour, nature et propriétés, par exemple, compatibilité des matériaux formant les moules et les pièces injectées...) qui sont ceux utilisés de façon classique et que l'homme du métier connaît, saura choisir ou déterminer de lui-même sans difficulté, à l'exception des points particuliers spécifiques à la présente invention et développés plus loin. Conformément à la présente invention, et comme on peut le voir sur les figures 4a à 4c et 5 annexées, le procédé de fabrication d'une pièce ou d'un élément de pièce 1 en matières plastiques composé d'une première partie 2 et d'au moins une partie rapportée 3 de nature et/ou de couleur différente de la première par surmoulage localisé par injection dans un moule essentiellement composé de deux demi-moules 4, 5, l'un formant -6la matrice 4 et l'autre le poinçon 5 dudit moule est caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement les étapes consistant à : a) injecter une première matière plastique dans le volume d'une première empreinte réalisée entre ladite matrice 4 et ledit poinçon 5 lorsque ledit moule est complètement fermé, b) ouvrir partiellement ledit moule en écartant ladite matrice 4 et ledit poinçon 5 au moins d'une distance prédéterminée d permettant de former entre ladite matrice 4 et la surface de la première couche de matière plastique précédemment injectée, au moins un volume localisé 6 d'au moins une seconde empreinte qui ne s'étend pas sur toute la surface de ladite première couche de matière plastique qui forme la première partie 2 de la pièce ou de l'élément de pièce 1 à réaliser, c) maintenir les deux demi-moules 4, 5 écartés de la distance prédéterminée d précitée, d) injecter localement au moins une seconde matière plastique de nature et/ou de couleur différente de la première dans ledit au moins un volume localisé 6 de ladite au moins seconde empreinte de façon à former, localement, au moins une partie rapportée 3 directement sur la première couche de la première matière plastique formant la première partie 2 de la pièce ou de l'élément de pièce 1 à réaliser, ladite ou lesdites parties rapportées 3 issues de cette seconde injection ne recouvrant pas totalement ou de façon continue la surface de ladite première partie 2 de pièce, e) répéter, le cas échéant, les étapes b) à d) de façon à obtenir un stratifié de couches de parties rapportées 3 sur la première partie 2 dont les natures et/ou les couleurs des matières plastiques successivement injectées qui les forment sont alternativement différentes, et f) ouvrir complètement le moule pour démouler la pièce ou l'élément de pièce 1 final obtenu.

Grâce au procédé selon l'invention, il devient possible d'utiliser un outillage de taille relativement restreinte et donc une machine normalement dimensionnée, tout en conservant un temps de cycle raisonnable. Comme on l'a vu précédemment, la solution du pavé mobile n'est pas utilisable dans le domaine des pièces d'aspect de grande taille sans risque majeur de bavure sur la surface visible de la pièce. Ceci est notamment possible grâce à l'ouverture de l'outillage prévue aux étapes b) et c) du procédé selon l'invention (cf. figures 4b et 4c), -7- alors qu'il était jusqu'à présent impensable pour l'homme du métier (spécialiste en plasturgie) de pouvoir ouvrir l'outillage sur toute sa surface du moule pour n'avoir qu'un surmoulage local de la pièce. En effet, comme on peut le remarquer sur la figure 4b ou 4c, la partie de la pièce 2 qui ne sera pas recouverte par un second matériau n'est plus en contact avec la paroi du demi-moule (matrice 4) lors de la seconde injection de matière thermoplastique fondue. Aussi, il paraît impossible de stopper le front de matière formant la pièce ou l'élément de pièce 2 lors de la seconde injection. On peut notamment remarquer que dans toutes les techniques existantes précédemment citées, la paroi susvisée de la matrice 4 du moule est toujours en contact avec la partie de la pièce déjà injectée 2 qui ne sera pas revêtue lors de la seconde injection. De manière avantageuse, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que pour maintenir les deux demi-moules 4, 5 écartés à l'étape c), on interpose, dans le plan de joint du moule, des cales supportant la force de fermeture appliquée auxdits demi-moules 4, 5 avant la seconde injection ou chaque injection ultérieure. Ces cales sont connues en soi et ne seront pas explicitées plus en détail ici. De même, on pourra utiliser tous les moyens mécaniques de fermeture, de pilotage et de contrôle habituellement mis en oeuvre dans le domaine considéré pour lesdites cales. Selon une autre caractéristique non représentée, le procédé selon l'invention est encore caractérisé en ce que les matières plastiques sont injectées via des canaux séparés disposés dans la matrice 4 du moule. Les moyens à prévoir à cet effet sont ceux communément mis en oeuvre dans la technique de l'injection ou du surmoulage par injection et ne nécessitent pas plus de précisions. De façon préférée, la sortie du canal d'injection de la seconde matière plastique et les sorties des canaux d'injection des autres matières plastiques ou des matières plastiques ultérieures sont situées dans la matrice 4 du moule, au niveau du ou des volumes localisés 6 réalisés par la seconde empreinte ou par les autres empreintes. De cette sorte, les différents matériaux fondus à injecter arrivent directement, et à la bonne température, aux endroits requis. On veillera en ce qui concerne la première injection et les injections successives (2e, 3e ... nième matières) et/ou suivantes (plusieurs injections de différentes matières en des endroits différents sur une même pièce), à ce que les matériaux employés soient chimiquement (du point de vue moléculaire, de la solubilité, etc.) et physiquement (du point de vue rhéologie, température de fusion, etc.) compatibles afin d'éviter toute altération néfaste (dégradation, diffusion, mélange...) des couches déjà formées par le ou les matériaux suivants.

Afin d'éviter une refonte des couches déjà injectées lors de l'étape a) par les matériaux injectés après l'ouverture du moule de l'étape b) on peut notamment prévoir un temps d'attente plus ou moins long avant la ou les prochaines injections successives de l'étape d), ce temps dépendant notamment de la différence entre les points de fusion ou de ramollissement des matières qui entrent en contact entre elles, et pouvant être déterminé et optimisé, par exemple, par la mesure de la température au niveau de la matrice 4, du poinçon 5 ou directement sur les couches injectées par des capteurs ou sondes appropriés connus en soi. D'une manière générale ledit temps d'attente est de l'ordre de quelques secondes.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on injecte deux matières plastiques de natures différentes ou de couleurs différentes pour obtenir une pièce ou un élément de pièce 1 bimatière. A titre d'exemple non limitatif, la figure 5 représente une photo d'une pièce d'un élément de tableau de bord pour une automobile qui est constituée d'une première partie 2 de pièce (pièce de base) sur laquelle on a surmoulé une seconde partie rapportée 3 (pièce surmoulée), par exemple d'une autre teinte, qui englobe, sur le côté droit de la photo, un élément de base à ouverture circulaire destiné à recevoir un moyen de ventilation.

De préférence, la première matière plastique injectée pour former la première partie 2 est une matière thermoplastique rigide assurant l'essentiel des propriétés mécaniques de la pièce ou de l'élément de pièce 1 final, la seconde ou les autres matières plastiques injectées seules ou en couches pour former la ou les parties rapportées 3 étant des matières thermoplastiques souples conférant à la pièce ou à l'élément de pièce 1 final une texture et/ou un aspect ou coloris particuliers. En particulier, on peut répéter les étapes b) à d) du procédé selon l'invention pour obtenir un stratifié de couches ou multicouche de parties rapportées 3 sur la première partie 2 dont les natures et/ou les couleurs des matières plastiques successivement injectées qui les forment sont alternativement différentes, par exemple en prévoyant une couche intermédiaire de renfort réalisée en un matériau injectable possédant des -9- propriétés particulières lorsqu'il est solidifié et en finissant avec une matière injectée présentant un toucher particulièrement agréable ou résistant aux rayures... Comme matières injectables aptes à être utilisées dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention on peut citer, outre les matières synthétiques de préférence thermoplastiques habituelles pour ce type d'application comme le polypropylène (PP) ou autres polyoléfines (PO) et les élastomères thermoplastiques (TPE), les autres matières suivantes : l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), l'acrylonitrile-butadiène-styrène/polycarbonate (ABS/PC), le polycarbonate (PC), les élastomères thermoplastiques-uréthanne (TPU) ainsi que tout autre matériau injectable compatible connu de l'homme du métier. On peut également prévoir de jouer sur les couleurs dans le choix des différentes matières injectées, notamment en intercalant des couches translucides ou transparentes, par exemple pour créer un effet esthétique particulier. Pour une pièce ou un élément de pièce 1 bimatière, la première matière plastique de la première partie 2 est préférentiellement choisie dans le groupe formé par les matières thermoplastiques rigides comme les polyoléfines rigides (PO) telles que le polypropylène (PP), l'acrylonitrilebutadiène-styrène (ABS), le polycarbonate (PC), le polychlorure de vinyle (PVC), l'acrylonitrile-butadiène-styrène/polycarbonate (ABS/PC) ou tout autre matériau thermoplastique rigide, et la seconde matière pour la partie rapportée 3 est choisie dans le groupe formé par les matières thermoplastiques souples ou semi-rigides comme les élastomères thermoplastiques (TPE), le polypropylène/styrène-éthylène-butylènestyrène (PP/SEBS), le polypropylène/éthylène-propylène-diène-monomère (PP/EPDM), les élastomères thermoplastiques-uréthanne (TPU), le polychlorure de vinyle (PVC) souple ou tout autre matériau souple ou semirigide. La présente invention a également pour objet une pièce ou un élément de pièce 1 réalisé en plusieurs matières plastiques différentes, en particulier, destiné à un usage dans l'industrie automobile et plus particulièrement en tant que pièce ou élément de pièce d'un panneau intérieur de portière ou de tableau de bord d'un véhicule, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. En particulier, le procédé selon la présente invention permet de réaliser des pièces surmoulées -10- localement sans ligne apparente de joint de moule entre les zones monomatières et bimatières. Elle a encore pour objet un moule pour la mise en oeuvre dudit procédé de l'invention.

Comme on peut le voir sur les figures 4a à 4c qui représentent une vue en coupe partielle d'un moule donné à titre d'exemple non limitatif, le moule selon l'invention est composé de deux demi-moules 4, 5, l'un formant la matrice 4 et l'autre le poinçon 5 pour réaliser la première empreinte destinée à la première matière plastique injectée dans ledit moule.

Le moule conforme à la présente invention est caractérisé en ce qu'au moins le demi-moule 4 constituant la matrice 4 dudit moule comprend au moins un moyen 7 de délimitation saillant depuis la face interne de ladite matrice 4 vers l'intérieur dudit moule de sorte à réaliser, lors d'un écartement prédéterminé desdits deux demi-moules 4, 5 après injection de la première matière plastique dans ledit moule, un volume localisé 6 d'une seconde empreinte réalisée, d'un côté, par une portion interne de ladite matrice 4 comprise entre lesdits moyens 7 de délimitation et, de l'autre côté, par la première couche de matière plastique précédemment injectée dans l'espace qui existait entre la matrice et le poinçon avant l'écartement des deux demi-moules 4, 5, la seconde empreinte ne couvrant qu'une partie de la surface de la première empreinte. Avantageusement, le moyen de délimitation 7 est réalisé sous la forme d'une aile périphérique 8 fermée sur elle-même et faisant saillie depuis la matrice 4 vers l'intérieur dudit moule. Le contour circonférentiel fermé formé par ladite aile périphérique 8 matérialise ainsi, sur la matrice 4, la frontière que la seconde matière injectée pour réaliser la partie rapportée 3 ne peut franchir. De même, si on répète l'écartement de l'étape b) après la seconde injection en vue de procéder à une troisième ou nième injection, ladite aile périphérique 8 permettra encore de délimiter, avec la couche injectée en dernier et la face de la matrice 4, le volume localisé 6 créé par ledit écartement et destiné à recevoir le matériau fondu de cette nouvelle étape d'injection. Les vues représentées sur les figures 4a à 4c sont obtenues par l'intermédiaire d'une coupe selon un plan de coupe P (cf. figure 5) contenant la direction F d'écartement ou de rapprochement des deux demi-moules 4, 5, les plans de ce type étant sensiblement perpendiculaires aux plans généraux -11 des demi-moules 4, 5 et/ou aux plans de jonction périphérique desdits deux demi-moules 4, 5. Selon une autre caractéristique, la section de l'aile périphérique 8, dans un plan perpendiculaire audit plan de coupe P du moule, diminue globalement depuis la section qu'elle présente à sa base au niveau de la matrice 4 vers l'intérieur du moule. Comme on peut le voir sur les figures 4a à 4c, la section de ladite aile périphérique 8, dans un plan parallèle audit plan de coupe P du moule, présente, sur sa face interne tournée vers le côté où sera formé ledit volume localisé 6, au moins une portion de paroi oblique 9 par rapport à la direction F (symbolisé par une double flèche) d'écartement des demi-moules 4, 5, ladite au moins une portion de paroi oblique 9 s'étendant depuis la face interne de la matrice 4 en direction de la face interne du poinçon 5 pourvue de première matière plastique injectée, ladite au moins une portion oblique 9 participant, lors dudit écartement des demi-moules 4, 5, à la formation dudit volume localisé 6 destiné à recevoir une nouvelle injection de matière plastique, et ladite portion de paroi oblique 9 se prolongeant sur ladite face interne par une portion parallèle ou sensiblement parallèle 10 à ladite direction F qui ne participe pas à la formation, lors dudit écartement, du volume localisé 6 pouvant recevoir une injection de matière plastique. De manière avantageuse, le moule selon l'invention est encore caractérisé en ce qu'il présente une portion de paroi oblique 9 formant un angle compris entre 1 et 45 avec la direction F d'écartement des demi- moules 4, 5. Si plusieurs portions de parois obliques 9 sont prévues, elles peuvent être contiguës ou non et les angles formés avec la direction F ainsi que leur somme sont compris dans la plage susvisée. Selon un mode de réalisation particulier, au moins un décrochement 11 perpendiculaire à la direction F d'écartement est prévu sur ladite face interne de l'aile périphérique 8 entre ladite au moins une portion de paroi oblique 9 et ladite portion parallèle ou sensiblement parallèle 10 à ladite direction F d'écartement, ledit décrochement 11 participant, lors dudit écartement, à la formation du volume localisé 6 pouvant recevoir une injection de matière plastique (cf par exemple, la figure 4c). Un tel décrochement engendrera un arrêt latéral particulièrement utile pour la matière injectée de la partie rapportée 3.

Selon un autre aspect de l'invention, ledit moule est en outre caractérisé en ce que l'aile périphérique 8 se termine, à l'extrémité faisant face au poinçon 5 de l'autre demi-moule 5, par une portion de paroi terminale 12 perpendiculaire à la direction F d'écartement, elle-même prolongée par la face externe de ladite aile périphérique 8 réalisée sous la forme d'une portion de paroi de retour 13 parallèle à la direction F d'écartement et s'étendant jusqu'à la matrice 4 du demi-moule 4. Selon une autre variantenon représentée, le moule selon la présente invention est caractérisé en ce que la portion de paroi terminale 12 se prolonge par une face externe de l'aile périphérique 8 opposée à ladite face interne réalisée sous la forme d'une portion de paroi de retour 13 formant un angle inférieur à 5 avec la direction F d'écartement en s'écartant du corps de l'aile périphérique 8 jusqu'à la matrice 4 du demi-moule 4.

De manière avantageuse, la couche du second (ou nième) matériau injecté, encore parfois appelé matière de peau , est variable et dépend notamment de l'angle de la portion de paroi oblique 9 aussi dénommée dépouille par rapport à la direction d'écartement F précitée (cf. figure 4c).

Ainsi, il a été trouvé qu'il était particulièrement intéressant de prévoir un moyen de délimitation 7 réalisé sous la forme d'une aile périphérique 8 telle que décrite ci-dessus, cette aile formant une sorte de lame d'étanchéité usinée directement dans l'empreinte (la matrice 4) de l'outillage d'injection. Comme précédemment indiqué, la forme spécifique de ladite aile périphérique 8 comprend notamment deux zones particulières. Dans une première zone, un faible angle de la portion de paroi oblique 9 (ou angle de dépouille) est prévu, ce qui permet notamment d'obtenir, à ce niveau, une faible épaisseur de matériau dit de peau pour la partie rapportée 3. Cette épaisseur étant relativement fine, le front de matière plastique injecté pour la partie rapportée 3 va se refroidir très rapidement. En effet, en injection, le temps de refroidissement varie en fonction du carré de l'épaisseur de matériau. Le matériau injecté est alors refroidi. Puis, le front de matière arrive dans la seconde zone de l'aile périphérique ou lame d'étanchéité. Dans cette zone, une dépouille avoisinant les 0 est prévue (portion parallèle ou sensiblement parallèle 10). Ainsi, lors de l'ouverture de l'outillage, aucun espace ne sera dégagé et le front de matière sera définitivement arrêté. Il est également important de noter que la -13- première zone, avec une faible dépouille, est nécessaire. En effet, si celle-ci n'était pas présente, le matériau ne serait pas refroidi et il est probable que le deuxième matériau refondrait le premier entraînant ainsi une fuite. Le procédé ne conduirait alors pas au résultat attendu, sauf si la zone surmoulée ou partie rapportée 3 est de petite taille. De même, la paroi de retour forme un angle inférieur à 5 avec la direction F d'écartement en s'écartant du corps de l'aile périphérique 8 jusqu'à la matrice 4 du demi-moule 4 pour permettre dans cette zone de geler définitivement le matériau injecté dans l'éventualité peu probable où le barrage précédent réalisé par la ou les portions de parois parallèles ou sensiblement parallèles 10 (dépouille nulle ou quasiment nulle) se serait révélé insuffisant. On notera que la lame d'étanchéité formée par le moyen de délimitation 7 sous la forme de l'aile périphérique 8 formera une gorge sur la pièce ou l'élément de pièce 1 moulé au final qui peut avantageusement servir de zone de transition pour masquer la finition pour le cas où on souhaiterait recouvrir localement la pièce rapportée 3 par un autre matériau (textile, cuir, film décoratif ou de protection...) dans une autre étape ultérieure de fabrication (gainage, affichage...).

A titre d'exemple pratique non limitatif, un bandeau de coussin gonflable de sécurité (plus connu sous la désignation anglaise de : "airbag") de planche de bord est produit suivant le procédé selon l'invention. Dans un premier temps, lorsque l'outillage, c'est-à-dire le moule, est fermé et verrouillé avec une force de l'ordre de 6 500 kN, un polypropylène dit "d'aspect" est injecté à une température de l'ordre de 240 C dans la cavité formée par le moule qui présente alors une épaisseur de 3 mm. Après compactage et un refroidissement d'environ 15 secondes du premier matériau injecté formant la pièce de base, l'outillage est ouvert d'au moins 3 mm pour permettre la mise en place, au niveau du plan de joint, de cales de tablage. Le moule est ensuite refermé et vient alors en butée sur lesdites cales de tablage et est reverrouillé avec une force d'environ 6 000 kN. Un espace de e=1 mm en moyenne est ainsi créé dans l'outillage dans lequel un élastomère thermoplastique, par exemple du PP/SEBS en tant que matériau de la pièce rapportée, est injecté à une température située aux alentours de 220 C pour ce cas précis. Après un refroidissement de l'ordre de 10 secondes, ledit moule est ouvert et la pièce bimatière formée éjectée. -14 - D'autres applications non limitatives du procédé selon l'invention dans le domaine de la fabrication de pièces pour l'intérieur de véhicules automobiles peuvent être par exemple : fabrication d'un corps de planche de bord avec une coiffe intégrée surmoulée, d'un panneau de porte avec un médaillon et/ou d'un bandeau surmoulé injecté dans le même outillage, d'une console de planche de bord avec une zone tactile (c'est-à-dire au toucher agréable) et décorative surmoulée pouvant inclure différents éléments ou organes, par exemple des boutons de commande. D'autres zones décoratives ou tactiles peuvent bien entendu être réalisées sur toutes ces pièces ou toute autre pièce de l'habillage intérieur automobile. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'une pièce ou d'un élément de pièce (1) en matières plastiques composé d'une première partie (2) et d'au moins une partie rapportée (3) de nature et/ou de couleur différente de la première par surmoulage localisé par injection dans un moule essentiellement composé de deux demi-moules (4, 5), l'un formant la matrice (4) et l'autre le poinçon (5) dudit moule, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement les étapes consistant à : - a) injecter une première matière plastique dans le volume d'une première empreinte réalisée entre ladite matrice (4) et ledit poinçon (5) 10 lorsque ledit moule est complètement fermé, - b) ouvrir partiellement ledit moule en écartant ladite matrice (4) et ledit poinçon (5) au moins d'une distance prédéterminée (d) permettant de former entre ladite matrice (4) et la surface de la première couche de matière plastique précédemment injectée, au moins un volume localisé 15 (6) d'au moins une seconde empreinte qui ne s'étend pas sur toute la surface de ladite première couche de matière plastique qui forme la première partie (2) de la pièce ou de l'élément de pièce (1) à réaliser, c) maintenir les deux demi-moules (4, 5) écartés de la distance prédéterminée (d) précitée, 20 d) injecter localement au moins une seconde matière plastique de nature et/ou de couleur différente de la première dans ledit au moins un volume localisé (6) de ladite au moins seconde empreinte de façon à former, localement, au moins une partie rapportée (3) directement sur la première couche de la première matière plastique formant la première 25 partie (2) de la pièce ou de l'élément de pièce (1) à réaliser, ladite ou lesdites parties rapportées (3) issues de cette seconde injection ne recouvrant pas totalement ou de façon continue la surface de ladite première partie (2) de pièce, e) répéter, le cas échéant, les étapes b) à d) de façon à obtenir un stratifié 30 de couches de parties rapportées (3) sur la première partie (2) dont les natures et/ou les couleurs des matières plastiques successivement injectées qui les forment sont alternativement différentes, et f) ouvrir complètement le moule pour démouler la pièce ou l'élément de pièce (1) final obtenu.-16-

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour maintenir les deux demi-moules (4, 5) écartés à l'étape c), on interpose, dans le plan de joint du moule, des cales supportant la force de fermeture appliquée auxdits demi-moules (4, 5) avant la seconde injection ou chaque injection ultérieure.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les matières plastiques sont injectées via des canaux séparés disposés dans la matrice (4) du moule.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sortie du canal d'injection de la seconde matière plastique et les sorties des canaux d'injection des autres matières plastiques ou des matières plastiques ultérieures sont situées dans la matrice (4) du moule, au niveau du ou des volumes localisés (6) réalisés par la seconde empreinte ou par les autres empreintes.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on injecte deux matières plastiques de natures différentes ou de couleurs différentes pour obtenir une pièce ou un élément de pièce (1) bimatière.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première matière plastique injectée pour former la première partie (2) est une matière thermoplastique rigide assurant l'essentiel des propriétés mécaniques de la pièce ou de l'élément de pièce (1) final, la seconde ou les autres matières plastiques injectées seules ou en couches pour former le ou les parties rapportées (3) étant des matières thermoplastiques souples conférant à la pièce ou à l'élément de pièce (1) final une texture et/ou un aspect ou coloris particuliers.

7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que, pour une pièce ou une élément de pièce (1) bimatière, la première matière plastique de la première partie (2) est choisie dans le groupe formé par les matières thermoplastiques rigides comme les polyoléfines rigides (PO) telles que le polypropylène (PP), l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), le polycarbonate (PC), le polychlorure de vinyle (PVC) et l'acrylonitrilebutadiène-styrène/polycarbonate (ABS/PC) et en ce que la seconde matière pour la partie rapportée (3) est choisie dans le groupe formé par les matières thermoplastiques souples ou semi-rigides comme les élastomères thermoplastiques (TPE), le polypropylène/styrène-éthylène-butadiènestyrène (PP/SEBS), le polypropylène/éthylène-propylène-diène-monomère- 17 - (PP/EPDM), les élastomères thermoplastiques-uréthanne (TPU) et le polychlorure de vinyle (PVC) souple.

8. Pièce ou élément de pièce (1) réalisé en plusieurs matières plastiques différentes, en particulier destiné à un usage dans l'industrie automobile et plus particulièrement en tant que pièce ou élément de pièce d'un panneau intérieur de portière ou de tableau de bord d'un véhicule, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

9. Moule pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, composé de deux demi-moules (4, 5), l'un formant la matrice (4) et l'autre le poinçon (5) pour réaliser la première empreinte destinée à la première matière plastique injectée dans ledit moule, caractérisé en ce qu'au moins le demi-moule (4) constituant la matrice (4) dudit moule comprend au moins un moyen (7) de délimitation saillant depuis la face interne de ladite matrice (4) vers l'intérieur dudit moule de sorte à réaliser, lors d'un écartement prédéterminé desdits deux demi-moules (4, 5) après injection de la première matière plastique dans ledit moule, un volume localisé (6) d'une seconde empreinte réalisée, d'un côté, par une portion interne de ladite matrice (4) comprise entre lesdits moyens (7) de délimitation et, de l'autre côté, par la première couche de matière plastique précédemment injectée dans l'espace qui existait entre la matrice et le poinçon avant l'écartement des deux demi-moules (4, 5), la seconde empreinte ne couvrant qu'une partie de la surface de la première empreinte.

10. Moule selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de délimitation (7) est réalisé sous la forme d'une aile périphérique (8) fermée sur elle-même et faisant saillie depuis la matrice (4) vers l'intérieur dudit moule.

11. Moule selon la revendication 10, caractérisé en ce que la 30 section de l'aile périphérique (8), dans un plan perpendiculaire au plan de coupe (P) du moule, diminue globalement depuis la section qu'elle présente à sa base au niveau de la matrice (4) vers l'intérieur du moule.

12. Moule selon la revendication 10 ou Il, caractérisé en ce que la section de ladite aile périphérique (8), dans un plan parallèle au plan 35 de coupe (P) du moule, présente, sur sa face interne tournée vers le côté où sera formé ledit volume localisé (6), au moins une portion de paroi oblique (9) par rapport à la direction (F) d'écartement des demi-moules (4, 5), ladite-18- au moins une portion de paroi oblique (9) s'étendant depuis la face interne de la matrice (4) en direction de la face interne du poinçon (5) pourvue de première matière plastique injectée, ladite au moins une portion oblique (9) participant, lors dudit écartement des demi-moules (4, 5), à la formation dudit volume localisé (6) destiné à recevoir une nouvelle injection de matière plastique, et ladite portion de paroi oblique (9) se prolongeant sur ladite face interne par une portion parallèle ou sensiblement parallèle (10) à ladite direction (F) qui ne participe pas à la formation, lors dudit écartement, du volume localisé (6) pouvant recevoir une injection de matière plastique.

13. Moule selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il présente une portion de paroi oblique (9) formant un angle compris entre 1 et 45 avec la direction (F) d'écartement des demi-moules (4, 5).

14. Moule selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'au moins un décrochement (11) perpendiculaire à la direction (F) d'écartement est prévu sur ladite face interne de l'aile périphérique (8) entre ladite au moins une portion de paroi oblique (9) et ladite portion parallèle ou sensiblement parallèle (10) à ladite direction (F) d'écartement, ledit décrochement (11) participant, lors dudit écartement, à la formation du volume localisé (6) pouvant recevoir une injection de matière plastique.

15. Moule selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'aile périphérique (8) se termine, à l'extrémité faisant face au poinçon (5) de l'autre demi-moule (5), par une portion de paroi terminale (12) perpendiculaire à la direction (F) d'écartement, elle-même prolongée par la face externe de ladite aile périphérique (8) réalisée sous la forme d'une portion de paroi de retour (13) parallèle à la direction (F) d'écartement et s'étendant jusqu'à la matrice (4) du demi-moule (4).

16. Moule selon la revendication 14, caractérisé en ce que la portion de paroi terminale (12) se prolonge par une face externe de l'aile périphérique (8) opposée à ladite face interne réalisée sous la forme d'une portion de paroi de retour (13) formant un angle inférieur à 5 avec la direction (F) d'écartement en s'écartant du corps de l'aile périphérique (8) jusqu'à la matrice (4) du demi-moule (4).