FR2959159A1 - Procede de fabrication d'elements d'imagerie optique revetus et elements d'imagerie optique obtenus - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication d'un élément d'imagerie optique (1), vêtu, pour des dispositifs d'affichage équipant des véhicules automobile, à partir d'une masse de matière plastique d'injection-impression avec un outil d'injection-impression (10) et un outil d'emboutissage (17). On injecte comme matière plastique une matière thermodurcissable et un certain temps après l'opération d'impression, on réalise des éléments de fixation (3) sur l'élément d'imagerie par emboutissage dans l'outil d'injection-impression (10) avant l'éjection l'élément d'imagerie (1).

Description

1 Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un élément d'imagerie optique, susceptible d'être revêtu pour des dispositifs d'affichage équipant des véhicules automobiles, à partir d'une masse d'injection-impression en matière plastique avec un outil d'injection-impression et un outil d'emboutissage. L'invention se rapporte également à un dispositif d'affichage de véhicule automobile notamment afficheur frontal comportant des éléments d'imagerie optique.

Etat de la technique Dans le domaine automobile on utilise dès à présent des éléments d'imagerie optique fabriqués en série en matière plastique. Ainsi on connaît des procédés de fabrication selon lesquels le miroir réfléchissant de l'afficheur frontal est fabriqué en série en matière thermoplastique. Les miroirs sont utilisés dans des modules d'affichage relativement petits pour projeter quelques informations sur le pare-brise dans le champ de vision du conducteur. Il est connu de fabriquer de tels composants optiques en matière plastique par un procédé d'injection ou d'injection-impression dans une machine d'injection. Les étapes de traitement ultérieurs, tels que par exemple le revêtement et les conditions d'utilisation dans un appareil d'affichage d'un véhicule posent des conditions relativement strictes du point de vue thermique chimique et mécanique pour l'élément d'imagerie optique ; ces conditions limitent considérablement le choix en particulier des matières thermoplastiques. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de fabrication d'éléments d'imagerie optique, munis d'un revêtement, et permettant de réaliser les éléments d'imagerie optique avec de meilleures propriétés mécaniques et thermiques, pour permettre de réaliser des dispositifs d'affichage ayant des plages d'affichage importantes.

2 Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention a pour objet un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que comme matière plastique on injecte une matière thermodurcissable, et - un certain temps après l'opération d'impression, on réalise des éléments de fixation sur l'élément d'imagerie par emboutissage dans l'outil d'injection-impression avant l'éjection de l'élément d'imagerie. L'invention a également pour objet un dispositif d'affichage du type défini ci-dessus caractérisé par un élément d'imagerie ayant une surface d'imagerie optique en une matière thermodurcissable. Vis-à-vis des autres types de matières plastique l'utilisation d'une matière thermodurcissable offre l'avantage d'avoir une plus grande résistance thermique et chimique. L'élément d'imagerie optique selon l'invention offre ainsi l'avantage de meilleures prédispositions pour réaliser un revêtement de mise en forme de l'élément d'imagerie et permettant d'en définir la fonction optique. Un autre avantage est de disposer d'une matière thermodurcissable permettant de réaliser des éléments d'imagerie optique de dimensions relativement importantes, résistant mieux aux contraintes thermiques et mécaniques que l'on rencontre dans les dispositifs d'affichage équipant les véhicules automobiles. L'emboutissage pour réaliser des éléments de fixation sur l'élément d'imagerie a l'avantage de réaliser cette mise en forme de l'élément d'imagerie avec les éléments de fixation à l'aide d'une seule machine. Il est particulièrement avantageux d'emboutir lorsque la masse injectée, imprimée a pratiquement perdu sa capacité de fluage alors que la réticulation de la matière thermodurcissable n'a pas encore suffisamment progressé pour que cette masse soit complètement durcie.

Cela permet de prédéfinir l'instant de l'emboutissage permettant d'utiliser avantageusement les propriétés plastique de la matière pour appliquer les contours de l'outil d'emboutissage exactement sur la pièce. En particulier par l'emboutissage de la pièce on réalisera des formes avantageuses et dont l'obtention par une opération d'injection- impression permet d'éviter des effets de fluage, gênants tels que des

3 cordons de jonction et qui ne pourraient être éliminés que très difficilement. Selon un développement préférentiel de l'invention, l'outil d'injection-impression et l'outil d'emboutissage sont appliqués à l'élément d'imagerie avant de réaliser les éléments de fixation. Cette façon de procéder offre l'avantage que l'emboutissage puisse se faire par une faible course dans l'outil d'injection-impression. De plus cela permet d'emboutir de manière plus précise des contours prédéfinis ou de réaliser des structures plus fines sur l'élément d'imagerie. On réalise de manière avantageuse des passages dans l'élément d'imagerie optique et/ou dans ses éléments de fixation par emboutissage. Il est particulièrement avantageux d'engager un outil d'emboutissage en partie dans la cavité de l'outil d'injection-impression avant et/ou pendant le remplissage de cet outil. Grâce à ses courses préliminaires, l'outil d'emboutissage occupe déjà un certain volume à l'intérieur du volume du moule de sorte que pour réaliser l'emboutissage on aura une élévation de pression relativement plus faible sans pour autant influencer de manière négative l'orientation moléculaire de la matière plastique.

Il est en outre avantageux de former sur l'élément d'imagerie optique, des éléments de prise pour extraire l'élément d'imagerie hors de l'outil ce qui a l'avantage de permettre de séparer l'élément d'imagerie optique à l'aide d'un dispositif de manutention, pour le dégager des parties enlevées par emboutissage, hors de l'outil d'injection-impression. De manière particulièrement préférentielle selon l'invention, par l'emboutissage on enlève la carotte d'injection de l'élément d'imagerie optique ce qui évite ainsi tout travail de finition de l'élément d'imagerie optique pour séparer une ou plusieurs carottes d'injection de l'outil d'injection-impression. L'invention a également pour objet un dispositif d'affichage appliqué à un véhicule notamment un afficheur frontal avec des éléments d'imagerie optique. La caractéristique principale de ce dispositif d'affichage est que l'élément d'imagerie présente une surface d'imagerie optique notamment un miroir en une matière

4 thermodurcissable. Cette solution a l'avantage que grâce à ses bonnes caractéristiques thermiques et mécaniques, le dispositif d'affichage assurera longtemps une qualité d'affichage relativement élevée. De façon préférentielle on munit l'élément d'imagerie en matière thermodurcissable d'un revêtement réfléchissant. L'élément d'imagerie peut ainsi servir avantageusement de miroir et notamment de miroir de projection pour former l'image de l'affichage sur le pare-brise ou dans un appareil combiné. Une autre réalisation préférentielle du dispositif d'affichage selon l'invention prévoit des moyens de fixation formés directement sur l'élément d'imagerie. Cette solution a l'avantage d'éviter des composants supplémentaires pour fixer l'élément d'imagerie dans le dispositif d'affichage. Un autre développement préférentiel consiste à munir l'élément d'imagerie de moyens de fixation pour une fixation mobile ou réglable.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé et d'un outil pour sa mise en oeuvre selon l'invention, représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre en perspective un dispositif d'affichage selon l'invention équipé d'un miroir fabriqué selon le procédé de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un outil d'injection-impression par emboutissage pour la mise en oeuvre du procédé de 25 l'invention, - la figure 3 est une vue schématique de la partie inférieure de l'outil d'injection-impression par emboutissage en vue de dessus. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, un miroir 1 pour un dispositif 30 d'imagerie selon l'invention notamment un afficheur frontal comporte une surface revêtue 2 servant à l'afficheur frontal pour diriger la lumière représentant les informations de l'afficheur frontal sur le pare-brise pour incruster ainsi des informations dans le champ de vision du conducteur. La paroi latérale 6 montre l'épaisseur maximale de la matière du miroir alors que la paroi latérale 7 montre l'épaisseur minimale de la matière du miroir. L'épaisseur de la matière du miroir 1 peut être adaptée à la mesure de la surface d'imagerie 2 pour éviter 5 toute fixation supplémentaire ou autre renforcement mécanique du miroir. La paroi latérale 6 du miroir et le côté opposé comportent des éléments de fixation 3 ayant chacun un passage rectangulaire 4. Le dispositif d'affichage selon l'invention, appliqué à un véhicule prévoit des moyens de réception pour les éléments de fixation 3 servant à fixer le miroir de manière réglable. En outre le miroir 1 comporte plusieurs parties en saillie 5, de forme rectangulaire à l'aide desquelles on extrait le miroir 1 de l'outil 10. Le miroir 1 est réalisé à partir d'une masse injectée et imprimée de matière thermodurcissable par exemple d'une résine UP (polyester insaturé). Pour avoir des caractéristiques d'usinage avantageuses, la matière injectée, peut contenir des additifs. De manière préférentielle on utilise à cet effet des charges telles que des additifs électroconducteurs. Comme charges on utilise par exemple des matières fibreuses telles que des fibres de verre ou des additifs minéraux, pour diminuer le changement de volume en cours de fabrication. Les additifs électroconducteurs comme par exemple du noir de fumée, conducteur ou du graphite peuvent faciliter un procédé de revêtement avec de la poudre, effectué ensuite, par exemple pour donner à la surface supérieure 2 les caractéristiques d'un miroir. Comme matière thermodurcissable on peut par exemple utiliser une masse BMC (composé de moulage en vrac). La figure 2 présente un dispositif d'injection-impression 10 pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention servant à fabriquer des éléments d'imagerie optique. L'outil du dispositif 10 a pratiquement une structure en trois parties : Un élément d'outil 12 supérieur, de formage dans un châssis supérieur 11 et un élément de formage 16 inférieur dans un châssis inférieur 15. La troisième partie de l'outil est constituée par l'outil d'emboutissage

6 17 ; des couteaux d'emboutissage 18, 19, 20, 21 traversent l'élément 16 de formage inférieur et sont entraînés par un piston de soulèvement 23. Un outil non représenté pour préparer la masse à injecter par exemple une extrudeuse, est utilisée pour remplir l'outil 10 au niveau de la pièce rapportée 22. On chauffe un canal d'injection 13 ainsi que les éléments d'outil 12, 16, 17 pour que la matière injectée dans la cavité 14 reste très fluide au moins jusqu'à ce que la masse injectée dans la cavité 14 refoule complètement le gaz de la cavité. Avant ou pendant l'introduction de la matière on peut mettre les éléments d'emboutissage 18, 19, 20, 21 dans une position pré-avancée pour que lors du mouvement ultérieur d'emboutissage servant à séparer les parties de la pièce, le retrait de la masse formant la pièce reste relativement faible. Une course d'impression relativement faible permet d'enfoncer l'élément supérieur 12 de l'outil dans son élément inférieur 16. On diminue ainsi le volume 14 à rendre étanche et on comprime la masse injectée d'impression. Ensuite on chauffe les éléments 12, 16, 17 de l'outil de façon à activer le réticulage de la matière thermodurcissable.

Au cours du réticulage, la matière thermodurcissable perd sa fluidité et commence à durcir. Cette transition des propriétés de la matière crée un temps avantageux pour emboutir les éléments de fixation 3 des zones latérales 6 et les passages 4 des éléments de fixation 3. Les couteaux d'emboutissage 18, 19, 20, 21 seront déplacés jusqu'à venir en butée contre l'élément d'outil 12 supérieur. La forme ainsi réalisée apparaît de manière plus claire dans la vue en perspective de la figure 3. Il apparaît que le couteau d'emboutissage 19 réalise non seulement un élément de fixation 3 et une paroi latérale 6 mais coupe également la carotte d'injection du corps du miroir 1 en amont du canal de remplissage 13. Cette solution a l'avantage de permettre l'extraction séparée du miroir 1 après l'ouverture de l'outil 10 et sans aucune étape d'usinage supplémentaire pour couper l'amorce de coulée, le miroir est fourni à l'étape de fabrication suivante par exemple la trempe ou le revêtement.35

7 NOMENCLATURE NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 élément d'imagerie 3 élément de fixation dispositif d'injection-impression 11 châssis supérieur 12 élément d'outil 10 13 canal d'injection 14 cavité châssis inférieur 16, 17 élément d'outil 17 outil d'emboutissage 15 18, 19, 20, 21 élément d'emboutissage / couteaux d'emboutissage 22 pièce rapportée20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de fabrication d'un élément d'imagerie optique (1), susceptible d'être revêtu, pour des dispositifs d'affichage équipant des véhicules automobiles, à partir d'une masse de matière plastique d'injection-impression avec un outil d'injection-impression (10) et un outil d'emboutissage (17), procédé caractérisé en ce que on injecte comme matière plastique une matière thermodurcissable, et - un certain temps après l'opération d'impression, on réalise des éléments de fixation (3) sur l'élément d'imagerie par emboutissage dans l'outil d'injection-impression (10) avant l'éjection de l'élément d'imagerie (1) . 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' avec l'outil d'injection-impression (10) et l'outil d'emboutissage (17) on réalise des zones pour former des éléments de fixation (3) par préformage sur l'élément d'imagerie (1). 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réalise des passages (4) dans l'élément d'imagerie optique (1) et/ ou sur ses éléments de fixations (3) par emboutissage. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' avant et/ou pendant le remplissage de l'outil d'injection-impression (10), on enfonce partiellement l'outil d'emboutissage (17) dans la cavité (14) de l'outil d'injection (10). 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on forme des éléments de prise (5) pour l'extraction de l'élément d'imagerie (1) de l'outil (10) sur l'élément d'imagerie optique (1). 20 9 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'emboutissage on coupe l'amorce la carotte d'injection de l'élément d'imagerie optique (1). 7°) Dispositif d'affichage de véhicule automobile notamment afficheur frontal comportant des éléments d'imagerie optique (1), caractérisé par un élément d'imagerie (1) ayant une surface (2) d'imagerie optique en 10 une matière thermodurcissable. 8°) Dispositif d'affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' l'élément d'imagerie en une matière thermodurcissable est muni d'un 15 revêtement réfléchissant. 9°) Dispositif d'affichage selon la revendication 7, caractérisé par des éléments de fixation (3) formés sur l'élément d'imagerie. 10°) Dispositif d'affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément d'imagerie (1) comporte des moyens de fixation (3) pour une fixation mobile et/ou réglable. 25