FR3021579A1

FR3021579A1 - Procede de fabrication d'une piece de vehicule automobile et piece associee

Info

Publication number: FR3021579A1
Application number: FR1454795A
Authority: FR
Inventors: Michel Langiny
Original assignee: Faurecia Automotive Industrie SAS
Current assignee: Adler Pelzer France Grand Est SAS
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-04
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: FR3021579B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile (1) comprenant une feuille conformée (10). Le procédé comporte les étapes suivantes : - fourniture d'un outil de conformage présentant un relief, - préconformation d'une feuille initiale sur l'outil de conformage pour que la feuille épouse la forme du relief, la feuille préconformée obtenue après préconformation présentant un premier relief faisant saillie par rapport à une face donnée et définissant un creux dans une face opposée. Le procédé comprend ensuite une étape de retournement du premier relief, la feuille conformée (10) obtenue après retournement présentant alors un deuxième relief (4) faisant saillie par rapport à une première face (12) de la feuille conformée (10) correspondant à la face opposée et définissant un creux dans une deuxième face (14) de la feuille conformée (10) correspondant à la face donnée.

Description

1 Procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile et pièce associée La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile comprenant une feuille conformée, le procédé comportant les étapes suivantes : - fourniture d'un outil de conformage, l'outil de conformage présentant un relief, - préconformation d'une feuille initiale, comprenant l'application d'une face de la feuille initiale sur l'outil de conformage pour que la feuille épouse la forme du relief de l'outil de conformage, la feuille préconformée obtenue après préconformation présentant un premier relief faisant saillie par rapport à une face donnée de la feuille préconformée et définissant un creux dans une face opposée de la feuille préconformée. Un tel procédé est destiné à former une pièce de véhicule automobile présentant un relief, notamment une bosse ou un creux. La pièce de véhicule est par exemple un élément d'un complexe acoustique recouvrant une tôle séparant le compartiment moteur de l'habitacle intérieur d'un véhicule, de façon à réduire les nuisances sonores. En variante, la pièce de véhicule est un complexe insonorisant de sous-tapis ou un complexe insonorisant de garniture latérale de coffre ou autres. Un complexe acoustique fréquemment utilisé dans le domaine automobile consiste en l'association d'une couche de masse lourde et d'une couche de « découplage » ou couche ressort, par exemple réalisé d'une mousse en polyuréthane (PU). Le principe acoustique d'un tel complexe acoustique est généralement appelé « masse/ressort ». Le document FR 2 989 305 Al décrit un procédé de fabrication d'un ensemble acoustique par conformation d'une masse lourde. La masse lourde, à base de matériau thermoplastique, est chauffée jusqu'à la température de ramollissement du matériau puis « nappée » sur un conformateur présentant des reliefs identiques à ceux de la partie du véhicule à recouvrir. Sous l'effet de son propre poids et d'une aspiration à travers des ouvertures pratiquées dans le conformateur, la feuille de masse lourde flue et épouse les reliefs du conformateur. Après quelques secondes, la masse lourde a refroidi et peut être manipulée.

Une telle pièce est destinée à épouser la forme de la partie du véhicule à recouvrir de façon à réduire au mieux la nuisance sonore. Les reliefs des pièces à recouvrir sont multiples. Par exemple, il est parfois nécessaire de former un creux important notamment, au niveau d'un organe traversant. Les organes traversants sont, par exemple, la colonne de direction, pour les pièces recouvrant les tabliers ou le levier de vitesse et le frein à main pour les sous-tapis. En effet, le complexe acoustique est destiné à épouser en partie l'organe traversant, ce qui 3021579 2 se traduit en moyenne par un creux de 10 à 15 cm de profondeur pour une largeur de 10 cm à 20 cm. Cependant, certains reliefs sont plus difficiles à fabriquer lors de la conformation. En effet, la masse lourde n'adopte pas parfaitement la forme du moule, par exemple 5 lorsque le creux à former est trop profond ou trop étroit. Dans un tel cas, la développée du creux à réaliser par la masse lourde est obtenue par la surface plane préalable de la masse lourde déposée au moment du nappage correspondant à l'aire de la base du creux. En effet, la masse lourde ne glisse pas une fois en contact avec le conformateur, en l'occurrence une fois en contact avec les 10 bords du creux. L'étirage dans cette zone sera donc très élevé. La pièce formée est alors susceptible de présenter des défauts de fabrication, d'être percée ou déchirée. Ces défauts peuvent nuire à la résistance de la pièce ou à la fonctionnalité de la pièce, par exemple, en réduisant ses performances acoustiques voire, dans le cas de présence de déchirures, de les annihiler.

15 Pour essayer d'éviter les déchirures, l'intervention d'un opérateur dédié qui s'efforce d'homogénéiser l'étirage de la masse lourde aux endroits sensibles est souvent requise. Si cette intervention permet de réduire le taux de chute par déchirure, elle reste peu efficace. Dans d'autres cas, la pièce à réaliser présente de légères contre-dépouilles. Les 20 procédés classiques sont inadaptés à ce type de pièces. Les procédés adaptés à ce type de pièces sont lents et nécessitent des moules et conformateurs complexes et onéreux où des systèmes amovibles à tiroirs sont ajoutés. L'invention a pour but de fournir un procédé fiable, reproductible, automatisé et peu couteux permettant d'obtenir des pièces de bonne qualité adoptant la forme désirée 25 complexe. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que le procédé comprend ensuite une étape de retournement du premier relief, la feuille conformée obtenue après retournement présentant alors un deuxième relief faisant saillie par rapport à une première face de la feuille conformée correspondant à la face opposée 30 et définissant un creux dans une deuxième face de la feuille conformée correspondant à la face donnée. Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : 3021579 3 - le procédé comprend la fourniture d'une feuille initiale sensiblement plane, le premier relief étant formé par déformation de la feuille sensiblement plane déposée sur l'outil de conformage ; - le procédé comprend les étapes suivantes : 5 - chauffage de la feuille initiale avant l'application de la feuille initiale sur l'outil de conformage, - refroidissement de la feuille préconformée après formation du premier relief, de préférence avant l'étape de retournement du relief ; - la feuille initiale est une couche de masse lourde ; 10 - le procédé comprend les étapes suivantes : - fourniture d'une bosse destinée à constituer la forme en relief sur l'outil de conformage, - disposition de la bosse sur l'outil de conformage à l'emplacement prévu pour la formation du premier relief ; 15 - l'étape de retournement s'effectue par gravité ou/et par poussée sur le premier relief ; - le procédé comprend une étape de formation d'une couche ressort sur la deuxième face de la feuille conformée, après l'étape de retournement du relief. L'invention a également pour objet une pièce de véhicule automobile comprenant une feuille conformée présentant une première face, une deuxième face et un relief, 20 faisant saillie par rapport à la première face et définissant un creux dans la deuxième face, le relief étant susceptible d'être obtenu par retournement d'un premier relief d'une feuille préconformée faisant saillie par rapport à une face donnée de la feuille préconformée correspondant à la première face et définissant un creux dans une face opposée de la feuille préconformée correspondant à la deuxième face.

25 La pièce de véhicule automobile selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : - le relief présente à la périphérie de sa base, une pliure périphérique résultant d'un retournement du premier relief ; 30 - le relief présente une hauteur supérieure à 100 fois l'épaisseur de la feuille conformée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'une pièce de véhicule automobile présentant 35 un relief formé par un procédé de fabrication selon l'invention ; 3021579 4 - la figure 2 est une vue prise en coupe d'une feuille initiale et d'un outil de conformage pour la mise en oeuvre du procédé, avant une première étape de mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, après la première étape de mise en 5 oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'un moule de moussage pour la mise en oeuvre d'une étape suivante du procédé. - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 d'un complexe acoustique réalisé par le procédé selon l'invention. 10 - la figure 6 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante d'outil de conformage pour la mise en oeuvre du procédé. Une pièce de véhicule 1 formée par le procédé selon l'invention est illustrée par la figure 1. La pièce 1 est par exemple un élément d'un complexe acoustique destiné à 15 recouvrir un tablier. La pièce 1 présente une aire 2 de grande dimension par rapport à son épaisseur. La pièce 1 présente une surface accidentée, présentant divers renfoncements et au moins un relief 4, ici en creux. La pièce 1 de véhicule comporte une feuille conformée 10 et une couche ressort 20 52 de base, notamment une couche de mousse sur laquelle la feuille conformée 10 est assemblée. La feuille conformée 10 présente une première face 12 et une deuxième face 14 et une épaisseur e entre les faces. La feuille conformée 10 présente de plus le relief 4. Sur la figure 1, la première face 12 de la feuille conformée 10 de la pièce 1 est 25 invisible. Dans l'exemple décrit ici, le relief 4 fait saillie par rapport à la première face 12 de la feuille conformée 10 et définit un creux dans la deuxième face 14 de la feuille conformée 10. Le relief 4 est avantageusement délimité à sa base par une marque de pliage 30 périphérique. La marque est une pliure périphérique formée au cours du procédé de fabrication de la pièce, comme on le décrira plus bas. Le relief 4 présente une hauteur h, prise par rapport au plan principal de la feuille conformée 10, avantageusement supérieure à 100 fois l'épaisseur e de la feuille conformée 10.

35 La feuille conformée 10 est formée à partir d'une feuille initiale 30 de matériau apte à être conformée. La feuille initiale 30 est représentée sur la figure 2.

3021579 5 La feuille initiale 30 est par exemple une couche de masse lourde. La couche de masse lourde est formée à base d'une matrice en polymère contenant des charges. Le polymère est avantageusement un polymère thermoplastique. Il présente une masse surfacique comprise entre 0,5 kg/m2 et 7 kg /m2 et une densité comprise entre 5 1200 kg/m3 et 1700 kg/m3. Le polymère est de préférence un élastomère. La masse lourde est par exemple réalisée à base de polyoléfine et/ou de polymère Ethylène Propylène Diène Monomère (EPDM). Les charges sont par exemple choisies parmi la craie ou le sulfate de baryum.

10 La feuille initiale 30 est sensiblement plane. Elle présente une première face 32 et une deuxième face 34. L'épaisseur de la feuille initiale 30 est avantageusement comprise entre 100 % et 150 % de l'épaisseur e de la feuille conformée 10. La couche ressort 52 est disposée sur la deuxième face 12 de la feuille conformée 10.

15 La couche ressort 52 constitue avantageusement une couche de découplage acoustique. Elle est, par exemple, réalisée à base de mousse de polyuréthane. La pièce 1 est réalisée par un procédé selon l'invention à l'aide d'un dispositif de fabrication visible sur les figures 2 à 4. Le dispositif de fabrication comporte un poste de thermoformage de la feuille 10 20 visible sur les figures 2 et 3 et un poste de réalisation de la couche ressort 52 et d'assemblage de cette couche 52 sur la feuille conformée 10, visible sur la figure 4. Il comporte avantageusement un outil de retournement de relief (non représenté). Le poste de thermoconformage comporte un ensemble de chauffage 54 de la feuille initiale 30 et un outil de conformage 60 sur laquelle la feuille 30 chauffée est 25 destinée à être déposée. Il comporte en outre un outillage (non représenté) de déplacement de la feuille 30, pour la placer successivement en regard de l'ensemble de chauffage 54 et sur l'outil de conformage 60. L'ensemble de chauffage 54 est apte à chauffer la feuille initiale jusqu'à une température de ramollissement permettant sa conformation. Il est, par exemple, formé par 30 un appareil de chauffage par convection ou de chauffage infrarouge. L'outil de conformage 60 présentant une forme correspondant généralement à la forme de la feuille conformée 10. L'outil de conformage 60 comporte en outre une bosse 62 en saillie. Dans le mode de réalisation représenté figure 2 et 3, l'outil de conformage 60 est venu de matière avec la bosse 62.

35 Dans une variante, représentée sur la figure 6, l'outil de conformage 60 comporte un moule standard 64 et une bosse 66 rapportée sur le moule 64. Une telle bosse 66 est 3021579 6 amovible et déplaçable. Cette variante permet d'utiliser un moule standard 64 afin de réaliser le procédé selon l'invention. L'outil de retournement est, par exemple, un organe d'application d'une pression sur le relief 46 pour le retourner.

5 Le poste de réalisation de la couche ressort 52 comporte, par exemple, un ensemble de moussage 70 représenté sur la figure 4. Cet ensemble de moussage 70 comporte, un premier demi-moule 72 présentant un creux 74, un deuxième demi-moule 76 et un dispositif d'injection 78 de mousse. Le creux 74 du premier demi-moule 72 est sensiblement complémentaire du deuxième relief 10 4 de la feuille conformée. Un procédé de fabrication de fabrication de la pièce 1 de véhicule automobile selon l'invention dans le dispositif de fabrication des figures 2 à 4 va maintenant être décrit. Initialement, une feuille 30 telle que précédemment décrite est fournie.

15 La feuille initiale 30 est préalablement découpée à un format voisin de la pièce 1 finale à former. La feuille initiale 30 est chauffée au moyen de l'ensemble de chauffage 54 jusqu'à une température de ramollissement avant l'application de la feuille 30 sur l'outil de conformage 60. La température de ramollissement est avantageusement comprise entre 20 80° C et 250°C. La première face 32 de la feuille initiale 30 est appliquée sur l'outil de conformage 60 pour que la feuille 32 épouse la forme de l'outil de conformage 60. Du fait, de son propre poids et d'un effet d'aspiration, la feuille 32 vient épouser les reliefs de l'outil de conformage 60. En variante, une pression est appliquée sur la feuille 25 32. A la fin de cette première étape, on obtient à partir de la feuille initiale 30, une feuille préconformée 40 visible sur la figure 3. La feuille préconformée 40 présente, après l'application sur l'outil de conformage 60, un premier relief 46 définissant un creux dans une première face 42 de la feuille préconformée 40 et faisant saillie par rapport à une 30 deuxième face 44 de la feuille préconformée 40. La fin de la première étape de procédé est représentée sur la figure 3. La feuille préconformée 40 après formation du premier relief 46 est ensuite refroidie pour atteindre une température de durcissement. La température de durcissement est avantageusement comprise entre 10°C et 70°C. A cette température, la 35 feuille préconformée 40 présente une raideur suffisante pour être manipulée en 3021579 7 conservant sa forme. De plus, cette température permet le collage de la feuille 10 avec la couche ressort 52 dans une étape ultérieure. Lors d'une seconde étape, on obtient à partir de la feuille préconformée 40 la feuille conformée 10. Selon l'invention, le premier relief 46 de la feuille préconformée 40 5 est retourné, par exemple à l'aide d'un outil de retournement ou à la main. La feuille conformée 10 présente alors le deuxième relief 4 faisant saillie par rapport à la première face 12 et définissant un creux dans la deuxième face 14. Le retournement est, par exemple, effectué par poussée sur le premier relief 46. En variante ou en complément, le retournement s'effectue sous l'effet de la gravité.

10 La première face 12 de la feuille conformée 10 correspond alors à la première face 42 de la feuille préconformée 40 et la deuxième face 14 de la feuille conformée 10 correspond à la deuxième face 44 de la feuille préconformée 40. Cette étape permet de former un creux dans la deuxième face 12 de la feuille conformée à la place de la bosse définie dans la deuxième face 44 de la feuille 15 préconformée 40. Le retournement est généralement effectué hors de l'ensemble de moussage 70, par une action, manuelle ou pilotée, indépendante de l'injection de mousse dans l'ensemble de moussage 70. La feuille conformée 10 est ensuite transférée dans un ensemble de moussage 70 20 tel que précédemment décrit. La première face 12 de la feuille conformée 10 est appliquée sur le premier demi-moule 72. Le relief 4 retourné s'insère dans le creux 74. Le deuxième demi-moule 76 est mis en place et le matériau précurseur de la mousse est injecté entre le deuxième demi-moule 76 et la deuxième face 14 de la feuille conformée 10. La couche ressort 52 est ainsi formée sur la deuxième face 14 de la feuille 25 conformée 10. La mousse remplit les creux du relief. La mousse est, par exemple, réalisée par injection de deux composants liquides un isocyanate et un polyol. En variante, le retournement a lieu sous l'effet de la pression exercée par la mousse en formation. Le retournement et le remplissage s'effectue ainsi simultanément.

30 Le procédé selon l'invention est donc fiable, reproductible et peu couteux. De plus, il permet d'obtenir des pièces adoptant la forme désirée même s'il s'agit de contre-dépouilles. Par exemple, si un creux est souhaité dans la feuille conformée 10 finale, la réalisation d'une saillie avec une épaisseur sensiblement constante sur la feuille 35 préconformée 40 est plus simple. La matière est sensiblement étirée de façon homogène. En effet, la surface préalable de la feuille initiale 30 à étirer pour réaliser la développée de 3021579 8 la saillie est supérieure à la surface préalable d'une feuille initiale 30 à étirer dans le cas d'un creux car la matière n'est pas bloquée sur les côtés de la saillie. Le retournement du relief 46 permet d'obtenir les mêmes caractéristiques de répartition de matière pour un creux que pour une bosse.

5 La matière est ainsi moins étirée lors de formation de creux par ce procédé. La pièce comporte ainsi moins de risques de déchirures. Des couches de masse lourdes de moindres épaisseurs peuvent donc être utilisées, ce qui réduit les coûts de fabrication et allège la pièce. Par ailleurs, le pourcentage requis de déformation de la feuille est moindre, ce qui permet des formulations de masse lourde plus chargée ou contenant un 10 pourcentage plus élevé de recyclés. D'autre part, le relief 4 n'est pas fragilisé par la fabrication. Les pièces obtenues 1 sont résistantes et présentent de bonnes performance acoustiques. De plus, les pièces obtenues 1 par ce procédé présentent toutes la même qualité. Ce procédé est en outre automatisable, ce qui réduit le coût de fabrication. Par 15 exemple, il n'est plus nécessaire qu'un opérateur intervienne pour aider à l'allongement de la masse lourde pendant sa conformation à l'endroit des creux correspondant aux colonnes de direction par exemple. Dans le mode de réalisation proposé en variante, il est possible d'utiliser un moule 64 déjà existant, en ajoutant une bosse 66 amovible pour modifier la forme d'un outil de 20 conformage 60. Le procédé ne nécessite donc pas le changement de tous les outils de fabrication. En variante, l'outil de conformage 60 présente un relief 62 en creux, adapté pour que le premier relief 46 forme un creux dans une face d'application de la feuille préconformée 40 et forme une saillie par rapport à l'autre face de la feuille préconformée.

25 Après retournement du relief, la feuille conformée 10 présente un relief 4 faisant saillie par rapport à une face de la feuille conformée 10, correspondant à la face d'application de la feuille préconformée 40, le relief faisant un creux par rapport à l'autre face de la feuille conformée 10. En variante, le retournement du relief 46 est partiel. Une partie du relief 4 fait alors 30 saillie par rapport à la première face 12 et une autre partie du relief fait saillie par rapport à la deuxième face 14.

Claims

REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile (1) comprenant une feuille conformée (10), le procédé comportant les étapes suivantes : - fourniture d'un outil de conformage (60), l'outil de conformage (60) présentant un relief (62), - préconformation d'une feuille initiale (30), comprenant l'application d'une face (32) de la feuille initiale (30) sur l'outil de conformage (60) pour que la feuille (30) épouse la forme du relief (62) de l'outil de conformage (60), la feuille préconformée (40) obtenue après préconformation présentant un premier relief (46) faisant saillie par rapport à une face donnée (44) de la feuille préconformée (40) et définissant un creux dans une face opposée (42) de la feuille préconformée (40), caractérisé en ce que le procédé comprend ensuite une étape de retournement du premier relief (46), la feuille conformée (10) obtenue après retournement présentant alors un deuxième relief (4) faisant saillie par rapport à une première face (12) de la feuille conformée (10) correspondant à la face opposée (42) et définissant un creux dans une deuxième face (14) de la feuille conformée (10) correspondant à la face donnée (44).
2.- Procédé selon la revendication 1 comprenant la fourniture d'une feuille initiale (30) sensiblement plane, le premier relief (46) étant formé par déformation de la feuille (30) sensiblement plane déposée sur l'outil de conformage (60).
3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant les étapes suivantes : - chauffage de la feuille initiale (30) avant l'application de la feuille initiale (30) sur l'outil de conformage (60), - refroidissement de la feuille préconformée (40) après formation du premier relief (46), de préférence avant l'étape de retournement du relief (46).
4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la feuille initiale (30) est une couche de masse lourde.
5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes, - fourniture d'une bosse (66) destinée à constituer la forme en relief (62) sur l'outil de conformage (60), 3021579 10 - disposition de la bosse (66) sur l'outil de conformage (60) à l'emplacement prévu pour la formation du premier relief (46).
6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 5 l'étape de retournement s'effectue par gravité ou/et par poussée sur le premier relief (46).
7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de formation d'une couche ressort (52) sur la deuxième face (14) de la feuille conformée (10), après l'étape de retournement du relief (46). 10
8.- Pièce de véhicule automobile (1) comprenant une feuille conformée (10) présentant une première face (12), une deuxième face (14) et un relief (4), faisant saillie par rapport à la première face (12) et définissant un creux dans la deuxième face (14), le relief étant susceptible d'être obtenu par retournement d'un premier relief (46) d'une 15 feuille préconformée (40) faisant saillie par rapport à une face donnée (44) de la feuille préconformée (40) correspondant à la première face (12) et définissant un creux dans une face opposée (42) de la feuille préconformée (40) correspondant à la deuxième face (14).
9. Pièce (1) selon la revendication 8, dans laquelle le relief (4) présente à la 20 périphérie de sa base, une pliure périphérique résultant d'un retournement du premier relief (46).
10. Pièce (1) selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel le relief (4) présente une hauteur supérieure à 100 fois l'épaisseur de la feuille conformée (10). 25