FR3014006A1

FR3014006A1 - Procede de fabrication d'une piece de garniture par moulage puis thermoformage

Info

Publication number: FR3014006A1
Application number: FR1362097A
Authority: FR
Inventors: Olivier Hochart; Marc Saelen; Tu Le Ngo; Thierry Goislard; Jacques Fevrier
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: SMRC Automotive Holdings Netherlands BV
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-06-05
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: EP2881235B1; ES2616733T3; EP2881235A1; FR3014006B1

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication (100) d'une garniture (1) pour véhicule automobile, comprenant les étapes consistant essentiellement à fabriquer (101) un substrat (2) comprenant des orifices de passage d'air, déposer (103) ledit substrat (2) contre une première partie du moule de formage (4), amener (104) une feuille (6) dans le moule de formage (4) ouvert, entre le substrat (2) et une deuxième partie du moule, et aspirer (106) l'air du moule de formage (4), de sorte à plaquer la feuille (6), d'une part, contre le moule de formage (4) au niveau de la deuxième partie du moule, et, d'autre part, contre le substrat (2). Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant essentiellement à placer (107) un insert (8) plat multicouche contre la surface de la deuxième partie du moule, de sorte que la feuille (6) vienne en épouser la forme une fois le moule de formage (4) fermé.

Description

DESCRIPTION La présence invention relève du domaine des pièces d'aspect pour un intérieur de véhicule, type véhicule automobile, et a pour objet un procédé de fabrication particulier. Il existe des procédés de réalisation de pièce d'aspect qui combinent l'injection d'un substrat poreux et le thermoformage ultérieur d'une peau sur ce substrat. De tels procédés consistent à réaliser un substrat par injection de matière plastique dans un moule. Ce substrat est ensuite placé dans un moule de forme complémentaire. Une feuille synthétique est ensuite thermoformée sur le substrat, qui présente à cet effet des porosités suffisantes pour que l'air puisse être aspiré à travers lui pour que la feuille épouse la forme du substrat. Le substrat est donc destiné à former la structure mécanique sur laquelle vient ensuite être placée la peau d'aspect. La pièce finale obtenue est donc formée d'une structure support formée par le substrat, sur laquelle une peau vient être thermoformée, cette dernière conférant son aspect à la pièce finale. Dans des applications pour le domaine automobile, il peut être nécessaire d'ajuster le visuel de la pièce finale pour correspondre aux différentes gammes de véhicules possibles. Il peut ainsi être nécessaire que la pièce d'aspect présente des inserts de bois, des marquages ou effets tridimensionnels particuliers, etc. Dans le but de réduire les coûts associés à ces variations d'aspect, il est alors souhaitable de rendre les outillages de production le plus versatile possible, idéalement capable de réaliser chaque version sans surcoût, et avec un niveau de qualité optimal. La présente invention a pour but d'atteindre tout ou partie de ces objectifs, et propose ainsi essentiellement de réaliser une pièce d'aspect avec un procédé basé sur une combinaison d'injection et de thermoformage, en positionnant, préalablement à l'étape de thermoformage, un insert à la surface du moule contre laquelle la peau vient être aspirée. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce d'aspect ou garniture pour véhicule automobile, comprenant les étapes consistant essentiellement à fabriquer un substrat comprenant des orifices de passage d'air, ouvrir un moule de formage, déposer ledit substrat - 2 - contre une première partie du moule de formage, amener une feuille dans le moule de formage ouvert, entre le substrat et une deuxième partie du moule, fermer le moule de formage, et aspirer l'air du moule de formage. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire, mise en oeuvre avant de fermer le moule de formage et consistant essentiellement à placer un insert plat multicouche contre la surface de la deuxième partie du moule, de sorte que la feuille vienne en épouser la forme une fois le moule de formage fermé. Il est ainsi possible de réaliser plusieurs pièces différentes avec le même outillage, en plaçant si nécessaire un insert contre le moule, cet insert pouvant être prévu à différents endroits et se présenter sous de multiples versions. Le même moule peut aussi être utilisé sans insert pour former une pièce d'un aspect basique, la surface du moule étant donc préférentiellement continue à cet endroit.

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 aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : - la figure 1 montre une séquence possible du procédé, avec 20 deux variantes alternatives pour les étapes finales ; - la figure 2 montre, de a à f, les différents états correspondants pour le moule de thermoformage ; - la figure 3 montre une section de la pièce terminée ; - la figure 4 montre une première réalisation possible de 25 l'insert, et - la figure 5 montre une deuxième réalisation possible de l'insert. L'invention a ainsi pour objet, comme représenté de manière synoptique sur la figure 1, un procédé de fabrication 100 d'une pièce 30 d'aspect 1 ou garniture pour véhicule automobile, comprenant les étapes consistant essentiellement à fabriquer 101 un substrat 2 comprenant des orifices 3 de passage d'air, ouvrir 102 un moule de formage 4, déposer 103 ledit substrat 2 contre une première partie 5 du moule de formage 4, amener 104 une feuille 6 dans le moule de formage 4 ouvert, entre le substrat 2 et 35 une deuxième partie 7 du moule, fermer 105 le moule de formage 4, et aspirer 106 l'air du moule de formage 4, de sorte à plaquer la feuille 6, - 3 - d'une part, contre le moule de formage 4 au niveau de la deuxième partie 7 du moule, et, d'autre part, contre le substrat 2. Le substrat 2 peut être obtenu par injection de polymère, mais encore par thermocompression ou analogue pour un composite à résine thermoplastique ou thermodurcissable. Le substrat 2 présente donc des orifices 3 dont le but est de permettre une circulation d'air à travers le substrat lors de l'étape de thermoformage au cours de laquelle la feuille 6 est plaquée contre le substrat 2 par aspiration. Le procédé nécessite donc un outillage d'injection ou de compression au moins pour la réalisation de ce substrat 2. Ce premier outillage, du type moule d'injection, est différent de celui dans lequel la feuille 6 est ensuite plaquée contre le substrat 2, ce dernier est donc ôté du moule de réalisation du substrat 2 et placé ensuite dans un moule de formage 4. Le moule de formage 4 peut être ouvert et présente donc essentiellement deux parties qui peuvent être séparées l'une de l'autre, à savoir une première partie 5 et une deuxième partie 7, dont l'une au moins est mobile. Le moule de formage 4 présente, au niveau de la première partie 5, une empreinte dont la géométrie est complémentaire à celle du substrat 2, et qui correspond donc au moins pour partie à la forme du moule d'injection ou autre outillage de fabrication du substrat 2. C'est contre cette empreinte que le substrat 2 est déposé 103. Après ouverture 102 du moule de formage 4, le substrat 2 est donc déposé contre la première partie 5, dans une empreinte de forme complémentaire. C'est dans le moule de formage 4 que la feuille 6 va être définitivement plaquée contre le substrat 2, grâce à une aspiration d'air. Préalablement, la feuille 6 est chauffée, pour en augmenter la souplesse. Elle est ensuite amenée 104 dans le moule de formage 4 ouvert, entre la première partie 5 où se trouve le substrat 2, et la deuxième partie 7 du moule de formage 4, normalement en vis-à-vis de la première partie 5. A ce stade, la feuille 6 est donc à distance, d'une part, du substrat 2, et, d'autre part, de la deuxième partie 7 du moule de formage 4. La feuille 6 est préférentiellement maintenue entre les deux parties du moule de formage 4 grâce à une structure de support externe. Le moule de formage 4 est ensuite fermé 105.

Une fois le moule de formage 4 fermé 105, la feuille 6 va être fixée contre le substrat 2, grâce à une aspiration 106 d'air à travers la première partie 5 du moule de formage 4 et le substrat 2 lui-même. La - 4 - feuille 6, grâce à la souplesse que lui confère sa température, épouse alors la forme du substrat 2, tout en épousant aussi, de l'autre côté, la forme de l'empreinte aménagée dans la deuxième partie 7 du moule de formage 4. Selon l'invention, le procédé comprend une étape supplémentaire, mise en oeuvre avant de fermer 105 le moule de formage 4 et consistant essentiellement à placer 107 un insert 8 plat multicouche contre la surface de la deuxième partie 7 du moule, de sorte que la feuille 6 vienne en épouser la forme une fois le moule de formage 4 fermé. Avant la fermeture 105 du moule de formage 4, l'insert 8 est donc plaqué contre l'empreinte que porte la deuxième partie 7 du moule de formage 4 et qui définit les contours de la feuille 6 lorsque ce dernier est fermé. Lorsque les deux parties du moule de formage 4 sont pressées l'une contre l'autre, l'insert 8 est noyé dans la feuille 6, cette dernière, compte tenu de la souplesse que lui procure sa température, épousant parfaitement la forme de l'insert 8. On obtient ainsi une encapsulation ou un enchâssement intime de l'insert 8 dans la zone de feuille 6 enveloppante (creux formé dans la feuille 6). La feuille 6 peut recouvrir tout le substrat 2. Dans certains modes de réalisation, l'insert 8 présente une couche de colle thermoactivable pour faire la liaison entre lui et la feuille 6.

La deuxième partie 7 du moule de formage 4 présente l'empreinte qui permet de donner à la pièce 1 finale de garniture la surface qui en sera normalement visible (face apparente). En effet, la feuille 6 est préférentiellement en matière polymère, du type élastomère thermoplastique oléfinique non vulcanisé, ou TPO, utilisé pour son toucher plus doux que la matière plastique injectée 101 initialement pour former le substrat 2. Sur la pièce 1 finale, c'est donc la feuille 6 (qui forme une peau) plutôt que le substrat 2 qui est du côté de l'utilisateur. La deuxième partie 7 du moule de formage 4 donne donc à la feuille 6 sa forme ultérieurement visible par l'utilisateur. L'insert 8, placé contre la surface de l'empreinte portée par la deuxième partie 7, se retrouve donc, une fois la pièce 1 installée, du côté visible par l'utilisateur (face apparente). Le maintien de l'insert 8 dans la feuille 6 peut être réalisé de différentes façons. Préférentiellement, l'insert 8 présente, au niveau d'une face arrière 9, côté feuille 6, une couche d'adhésif arrière 10 destinée à venir en contact avec la feuille 6 pour un maintien de l'insert 8 contre sa surface. L'insert 8 présente en effet une face arrière 9, qui vient contre la feuille 6 lors de la fabrication, ainsi que, à l'opposée, une face avant 16, qui - 5 - est normalement visible après la fabrication et vient donc contre la deuxième partie 7 du moule de formage 4. La couche d'adhésif arrière 10 permet alors, par adhésion, de favoriser l'accrochage de l'insert 8 dans et contre la feuille 6.

L'insert 8 est normalement placé dans le moule de formage 4 avec un manipulateur du type robot, qui est en contact avec l'insert 8 au niveau de sa face arrière 9, puisque l'insert 8 doit être placé dans le moule de formage 4 avec sa face avant 16 en contact contre l'empreinte portée par la deuxième partie 7 du moule de formage 4. L'insert 8 est donc posé sur le robot manipulateur au niveau de sa face arrière 9, et la présence d'une couche d'adhésif arrière 10 peut alors gêner le décrochage de l'insert 8 et son transfert depuis le robot manipulateur jusque contre la surface correspondante du moule de formage 4. Pour ne pas être gêné dans cette opération, deux solutions sont proposées et expliquées ci-dessous, à savoir, d'une part, la prévision de zones de réserves où la face arrière 9 ne présente pas d'adhésif, et, d'autre part, le recours à un adhésif thermoactivable, et qui devient donc particulièrement adhésif lors de la mise en forme dans le moule de formage 4. Ainsi, dans certains modes de réalisation, la couche d'adhésif arrière 10 est faite d'une matière thermoactivable, à savoir d'une matière qui devient particulièrement adhésive dans les conditions thermiques de fonctionnement du moule de formage 4. Il peut s'agir d'une activation de l'adhésif avec la chaleur de la feuille 6, préalablement chauffée, ou encore avec la chaleur que présente le moule de formage 4, suite aux fabrications répétées antérieures, ou compte tenu d'un moyen de chauffage spécifique dudit moule. Une fois chauffée, la matière thermoactivable devient particulièrement adhérente, et les liens nécessaires à la fixation définitive de l'insert 8 dans la feuille 6 se créent. Dans d'autres modes de réalisation, la couche d'adhésif arrière 10 ne recouvre pas toute la superficie de l'insert 8. Le robot manipulateur peut alors saisir l'insert 8 au niveau de ces zones non adhésives. Ces parties non adhésives peuvent être sous la forme de tampons 11 non adhésifs appliqués sur une couche d'adhésif arrière 10, ou encore sous la forme de zones de réserve, obtenues dans la couche d'adhésif arrière 10 lors de l'application de l'adhésif sur l'insert 8. Selon une caractéristique supplémentaire possible, l'insert 8 présente une couche support 12, destinée à donner son aspect à l'insert 8, - 6 - préférentiellement en polycarbonate. Cette couche support 12 donne aussi à l'insert 8 sa tenue mécanique, et permet de supporter les autres couches décrites par ailleurs. En outre, dans certaines applications, cette couche support 12 reste dans la pièce 1 de garniture finale pour être visible par l'utilisateur une fois que la garniture 1 est en service. Le support 12 donne alors aussi son aspect à l'insert 8 demeurant dans la garniture 1. Son toucher, sa teinte, sa texture et son aspect sont donc particulièrement importants. Dans certains modes de réalisation, l'insert 8 est laissé dans la pièce 1 de garniture après la fabrication et a donc une fonction d'aspect. Ainsi, dans des modes de réalisation particuliers, la couche support 12 est décorée au moins d'un côté, éventuellement par sérigraphie. La couche support 12 peut aussi être décorée des deux côtés. Il est possible de prévoir une matière transparente pour qu'un décor situé du côté de la face arrière 9 soit visible même après fabrication. Le décor peut aussi être prévu au niveau de la face avant 16. Dans d'autres modes de réalisation, le procédé comprend une étape consistant essentiellement, après avoir ouvert 107 le moule de formage 4 et sorti 108 la pièce d'aspect 1 du moule de formage 4, à ôter 109 de la pièce d'aspect 1 la couche support 12. Ainsi, pour l'essentiel, l'insert 8 est ôté de la pièce d'aspect 1 après fabrication, et peut alors servir à déposer de la peinture sur la feuille 6 au fond de la cavité 8' créée par l'insert 8 dans la feuille 6. Selon une caractéristique additionnelle possible, la couche support 12, préférentiellement translucide ou transparente, est décorée à l'aide d'une peinture 13, appliquée entre la couche support 12 et la couche d'adhésif arrière 1. Préférentiellement, la couche support 12, la peinture 13 et l'adhésif arrière 10 sont tels que la peinture 13 reste solidaire de la couche d'adhésif arrière 10 en cas de séparation entre la couche support 12 et la couche d'adhésif arrière 10. Il est ainsi possible d'utiliser le support 12 pour y déposer de la peinture 13, puis l'ôter pour ne laisser que la peinture 13 contre la surface correspondante de la feuille 6. Cela peut notamment être réalisé grâce à une tension de surface avec la peinture 13 plus faible pour la couche support 12 que pour la couche d'adhésif arrière 10. La peinture 13 reste donc contre la feuille 6 et non contre la couche support 12 une fois que cette dernière est ôtée de la pièce 1 de garniture. - 7 - Compte tenu des températures utilisées lors de la mis en oeuvre, mais aussi compte tenu des risques que l'insert 8 soit dégradé par frottement ou autre contact, il peut être nécessaire de protéger la partie de l'insert 8 qui sera finalement visible une fois la garniture 1 installée.

Il peut alors être utile de prévoir une couche de protection au niveau de la face avant 16. Cette couche de protection 14, préférentiellement sous forme d'un film de protection, peut ensuite être facilement ôtée de l'insert 8. Ainsi, dans ces modes de réalisation, l'insert 8 présente, au niveau d'une face avant 16, côté moule de formage 4, une couche de protection 14 et une couche d'adhésif avant 15, cette dernière étant destinée à venir contre la surface du moule de formage 4 au niveau de la deuxième partie 7 du moule de formage 4. L'adhésif avant 15 permet de solidariser et donc de mieux stabiliser l'insert 8 contre la deuxième partie 7 du moule de formage 4 et d'assurer ainsi la position qu'il aura dans la pièce 1 de garniture finale. Bien entendu, cette couche d'adhésif avant 15 peut être aussi mise en oeuvre sans couche de protection 14 (application directe sur la couche support 12 figure 4). L'utilisation conjointe de ces deux couches 14 et 15 permet toutefois de facilement ôter la matière collante formée par la couche d'adhésif avant 15. En effet, il suffit pour cela d'ôter la couche de protection 14 qui se trouve alors entre la couche support 12 et la couche d'adhésif avant 15, ce qui peut se faire facilement par un mouvement revenant à peler la couche de protection 14. Ainsi, dans ces modes de réalisation, le procédé comprend une étape consistant essentiellement, après avoir ouvert 107 le moule de formage 4 et sorti 108 la pièce d'aspect 1 du moule de formage 4, à ôter 109 de la pièce d'aspect 1 la couche de protection 14 et la couche d'adhésif avant 15. La pièce 1 de garniture obtenue présente alors, au niveau de l'insert 8, l'aspect conféré par la couche support 12.

Selon une variante de réalisation avantageuse, l'insert 8 comprend ou est constitué par une succession de couches superposées ou stratifiées, à savoir une couche d'adhésif arrière 10, une couche support 12, un film ou couche de protection 14, et une couche d'adhésif avant 15, voire aussi une couche de peinture 13, prise entre la couche support 12 et la couche d'adhésif arrière 10. On comprend de ce qui précède que la pièce 1 d'aspect ou de garniture finalement obtenue peut présenter des apparences diverses en - 8 - fonction de la constitution de l'insert 8 mis en place dans le moule 4 et de l'enlèvement de tout ou partie des couches constitutives de l'insert 8, après ouverture du moule de formage 4 en fin de cycle. Ainsi, la zone de la feuille 6 ayant reçu l'insert 8 peut en 5 définitive : se présenter sous la forme d'un creux ou renfoncement 8' de la feuille ou peau 6, dont le fond est recouvert ou non d'une couche de peinture 13 ; intégrer une partie au moins de l'insert 8, à savoir la couche support 12, avec éventuellement une couche de décoration 13 sous-jacente. L'invention concerne également une pièce d'aspect ou de 10 garniture 1 pour véhicule automobile présentant au moins certaines des, préférentiellement toutes les caractéristiques constructives et structurelles évoquées précédemment, et en étant avantageusement obtenue par l'intermédiaire du procédé de fabrication décrit ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de 15 réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques décrites ci-dessus, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication (100) d'une pièce d'aspect (1) ou garniture pour véhicule automobile, comprenant les étapes consistant essentiellement à fabriquer (101) un substrat (2) comprenant des orifices (3) de passage d'air, ouvrir (102) un moule de formage (4), déposer (103) ledit substrat (2) contre une première partie (5) du moule de formage (4), amener (104) une feuille (6) dans le moule de formage (4) ouvert, entre le substrat (2) et une deuxième partie (7) du moule, fermer (105) le moule de formage (4), et aspirer (106) l'air du moule de formage (4) caractérisé en ce que il comprend une étape supplémentaire, mise en oeuvre avant de fermer (105) le moule de formage (4) et consistant essentiellement à placer (107) un insert (8) plat multicouche contre la surface de la deuxième partie (7) du moule, de sorte que la feuille (6) vienne en épouser la forme une fois le moule de formage (4) fermé.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (8) présente, au niveau d'une face arrière (9), côté feuille (6), une couche d'adhésif arrière (10) destinée à venir en contact avec la feuille (6) pour un maintien de l'insert (8) contre sa surface.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche d'adhésif arrière (10) est faite d'une matière thermoactivable, à savoir d'une matière qui devient particulièrement adhésive dans les conditions thermiques de fonctionnement du moule de formage (4).
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche d'adhésif arrière (10) ne recouvre pas toute la superficie de l'insert (8).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'insert (8) présente une couche support (12), destinée à donner son aspect à l'insert (8).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche support (12) est décorée au moins d'un côté, éventuellement par sérigraphie.- 10 -
7. Procédé selon la revendication 3 et selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche support (12) est décorée à l'aide d'une peinture (13), appliquée entre la couche support (12) et la couche d'adhésif arrière (10), la couche support (12), la peinture (13) et l'adhésif arrière (10) étant tels que la peinture (13) reste solidaire de la couche d'adhésif arrière (10) en cas de séparation entre la couche support (12) et la couche d'adhésif arrière (10).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que il comprend une étape consistant essentiellement, après avoir ouvert (107) le moule de formage (4) et sorti (108) la pièce d'aspect (1) du moule de formage (4), à ôter (109) de la pièce d'aspect (1) la couche support (12).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'insert (8) présente, au niveau d'une face avant (16), côté moule de formage (4), une couche de protection (14) et une couche d'adhésif avant (15).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que il comprend une étape consistant essentiellement, après avoir ouvert (107) le moule de formage (4) et sorti (108) la pièce d'aspect (1) du moule de formage (4), à ôter (109) de la pièce d'aspect (1) la couche de protection (14) et la couche d'adhésif avant (15).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que l'insert (8) comprend une succession de couches superposées ou stratifiées, à savoir une couche d'adhésif arrière (10), une couche support (12), un film ou couche de protection (14), et une couche d'adhésif avant (15), voire aussi une couche de peinture (13), prise entre la couche support (12) et la couche d'adhésif arrière (10).