FR3043587A1 - Procede de fabrication d'une piece d'equipement de vehicule automobile et piece d'equipement associee - Google Patents

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Abstract

Ce procédé comprend les étapes suivantes : - disposition d'un écarteur (14) déformable plastiquement sur la peau inférieure (12 A) ; - déformation d'au moins une région de l'écarteur (14) pour former une cavité (37) de réception d'un insert (35) ; - introduction d'un insert (35) dans la cavité (37) ; - assemblage et mise en forme d'une peau inférieure (12A) et d'une peau supérieure (12B) sur l'écarteur (14) ; - avant l'étape de déformation de l'écarteur (14), imprégnation de l'écarteur (14) sur la région à déformer avec un matériau liquide (43) propre à se solidifier ; - après l'étape de déformation de l'écarteur (14), solidification du matériau liquide (43).

Description

Procédé de fabrication d’une pièce d’équipement de véhicule automobile et pièce d’équipement associée
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce d’équipement de véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un écarteur déformable plastiquement ; - déformation d’au moins une région de l’écarteur pour former une cavité de réception d’un insert ; - introduction d’un insert dans la cavité ; - assemblage et mise en forme d’une peau inférieure et d’une peau supérieure sur l’écarteur.
La pièce est notamment destinée à constituer une pièce structurante dans un véhicule automobile, telle qu’une tablette ou un faux-plancher.
On connaît déjà dans l’état de la technique, par exemple dans US 2006/0141206 ou FR 2 918 923, un procédé de fabrication d’une pièce d’équipement de véhicule automobile, du type comprenant une étape d’assemblage d’un écarteur entre des première et seconde peaux.
On forme ainsi une pièce composite de type sandwich. Cette pièce reçoit généralement un parement le plus souvent de type moquette, touffetée ou aiguilletée.
De telles pièces sont légères et robustes, ce qui est souhaité dans un véhicule automobile.
Pour rapporter un équipement additionnel sur la pièce, des inserts peuvent être ajoutés dans la structure de l’écarteur, par exemple par découpe d’une cavité dans la structure de l’écarteur comme dans FR 2 271 928 ou dans WO 84/ 03130. De tels inserts sont utilisés pour recevoir des organes de fixation tels que des boulons reliés à des écrous, afin de monter de manière robuste l’équipement additionnel sur la pièce.
Ces procédés sont fastidieux à mettre en œuvre et nécessitent des étapes manuelles de reprise de la pièce, augmentant leur complexité et leur coût. Ils nécessitent aussi la présence de moyens de fixations disgracieux et/ou gênants sur les faces de la pièce.
De plus, la présence d’inserts traversant la pièce peut causer une perte d’étanchéité du composite et permettre l’infiltration d’humidité dans l’écarteur. Comme ce dernier est souvent un nid d’abeille en papier ou en carton, une telle infiltration est susceptible de compromettre la durabilité de la pièce.
Un autre procédé d’ajout d’inserts dans un composite, est décrit dans FR 2 990 896, où l’écarteur est déformé plastiquement pour former une cavité aux dimensions de l’insert. Un tel procédé permet de placer un insert de renforcement dans une pièce destinée à subir des charges importantes en simplifiant la fabrication.
Ce procédé peut encore être amélioré. En effet, l’écrasement de la structure en nid d’abeille peut la dégrader localement et/ou ne pas s’adapter totalement à la forme de l’insert. De plus, le problème d’étanchéité une fois l’insert placé dans la pièce n’est pas totalement résolu.
Un but de l’invention est d’obtenir un procédé de réalisation de pièces structurelles de véhicule automobile comportant des inserts de fixation et de renforcement, le procédé étant simple à mettre en oeuvre et peu onéreux, tout en produisant une pièce très résistante aux infiltrations d’humidité. A cet effet, l’invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - avant l’étape de déformation de l’écarteur, imprégnation de l’écarteur sur la région à déformer avec un matériau liquide propre à se solidifier ; - après l’étape de déformation de l’écarteur, solidification du matériau liquide.
Le procédé selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : - l’écarteur présente une structure en nid d’abeille ; - l’écarteur est en papier ou en carton ; - l’insert est formé d’un matériau poreux, par exemple de bois ou d’un composite de fibres de bois, le matériau liquide propre à se solidifier imprégnant l’insert après l’introduction de l’insert dans la cavité ; - la déformation de l’écarteur est provoquée par écrasement de l’insert contre l’écarteur pour former la cavité ; - la profondeur de la cavité est supérieure à la hauteur totale de l’insert, de façon à former une cuvette en regard de l’insert après la disposition de la peau supérieure ; - le matériau liquide propre à se solidifier est une colle ou une résine à base aqueuse ; - la colle ou la résine présente une proportion d’eau comprise entre 40 % et 60 % et/ou une viscosité comprise entre 10000 mPa.s et 15000 mPa.s ; - le matériau liquide propre à se solidifier est appliqué sur l’écarteur sur une région d’aire supérieure à l’aire de la surface de l’écarteur en contact direct avec une face inférieure de l’insert ; - l’étape d’assemblage et de mise en forme comprend un thermoformage de la peau inférieure et de la peau supérieure à une température de thermoformage, le matériau liquide étant propre à se solidifier à une température inférieure ou égale à la température de thermoformage ; - le procédé comprend une étape de fixation d’un équipement additionnel dans l’insert à travers la peau supérieure ; L’invention a également pour objet une pièce d’équipement de véhicule automobile, comprenant : - une peau inférieure ; - un écarteur déformable plastiquement assemblé sur la peau inférieure, l’écarteur présentant au moins une région déformée formant une cavité de réception d’un insert ; - un insert disposé dans la cavité ; - une peau supérieure recouvrant l’écarteur et l’insert ; caractérisée en ce que la pièce comporte un matériau solidifié imprégné dans l’écarteur dans la région déformée.
La pièce selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : - le matériau solidifié imprègne une région de l’écarteur d’aire supérieure à l’aire de la surface de l’écarteur en contact direct avec une face inférieure de l’insert ; - le matériau solidifié imprègne partiellement l’insert et fixe l’insert sur l’écarteur ; - la pièce comprend un équipement additionnel fixé dans l’insert à travers la peau supérieure. 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 partielle en coupe d’une première pièce d’équipement selon l’invention ; - les figures 2 à 6 illustrent différentes étapes successives d’un premier procédé de fabrication de la pièce de la figure 1 ; - les figures 7 à 9 illustrent un second procédé de fabrication de la pièce de la figure 1 ; - la figure 10 est une vue partielle en coupe d’une deuxième pièce d’équipement selon l’invention ; - les figures 11 à 12 illustrent différentes étapes successives d’un procédé de fabrication de la pièce de la figure 10 ; - la figure 13 illustre un second mode de réalisation de la pièce de la figure 10 ; - la figure 14 est une vue schématique illustrant une utilisation de la pièce de la figure 1 pour la fixation d’un équipement additionnel ; - la figure 15 est une vue schématique illustrant une utilisation de la pièce de la figure 7 pour la fixation d’un équipement additionnel.
Une pièce 10 d’équipement de véhicule automobile réalisée par un procédé suivant l’invention est illustrée par la figure 1. La pièce 10 est avantageusement une pièce structurante de véhicule automobile telle qu’une tablette ou un faux-plancher d’habitacle ou de coffre.
La pièce 10 comporte un écarteur 14, une peau inférieure 12A et une peau supérieure 12B, fixées sur des faces opposées de l’écarteur 14.
Dans cet exemple, la pièce 10 comporte en outre un insert 35 interposé entre la peau supérieure 12B et l’écarteur 14, dans une cavité de réception 37 ménagée dans l’écarteur 14.
En référence à la figure 1, chaque peau 12A, 12B est une peau composite. Chaque peau composite 12A, 12B comprend une nappe centrale 16 présentant une première face 18 et une deuxième face 20. Dans cet exemple, chaque peau 12A, 12B présente en outre une première feuille 22A en matériau poreux fixée sur la première face 18 de la nappe centrale 16 et une deuxième feuille 22B en matériau poreux fixée sur la deuxième face 20 de la nappe centrale 16.
Chaque peau composite 12A, 12B présente avantageusement une épaisseur inférieure à celle de l’écarteur 14. Plus généralement, l’épaisseur de chaque peau composite 12A, 12B est inférieure à 3 mm et notamment comprise entre 0,6 mm et 2 mm.
La masse surfacique de chaque peau composite 12A, 12B est inférieure à 3000 g/m2. Elle est notamment comprise entre 600 g/m2 et 1800 g/m2. La masse volumique de chaque peau composite 12A, 12B est inférieure à 1900 kg/m3, et est notamment comprise entre 500 kg/m3 et 1500 kg/m3.
Avantageusement, la nappe centrale 16 est du type désigné par l’appellation déposée « Neomold ». Elle comporte des fibres minérales 24, par exemple des fibres de verre, et une matrice en polymère 26 liant les fibres de minérales 24 entre elles. La matrice en polymère 26 est réalisée à partir de fibres d’un polymère thermofusible. La matrice en polymère 26 est avantageusement réalisée à base d’un polyester saturé thermoplastique.
Dans un exemple, le polyester saturé est un polyéthylène téréphtalate (PET) obtenu par polycondensation de l’acide téréphtalique avec l’éthylène glycol. Le polyéthylène téréphtalate est par exemple modifié avec du glycol. En variante, le polyester est un polybuthylène téréphtalate (PBT) formé par polycondensation de l’acide téréphtalique et du butane-2,3-diol. Dans d’autres variantes, le polymère constituant la matrice 26 est une polyoléfine, ou un polyamide.
Chaque feuille de matériau poreux 22A, 22B présente une épaisseur inférieure à celle de la nappe centrale 16. Avantageusement, l’épaisseur de chaque feuille 22A, 22B est très inférieure à celle de la nappe centrale 16 et est par exemple inférieure à 5% de l’épaisseur maximale de la nappe centrale 16.
Chaque feuille 22A, présente une masse surfacique inférieure à 100 g/m2, notamment inférieure à 80 g/m2, avantageusement inférieure à 40 g/m2. Chaque feuille 22A, 22B est poreuse. Elle présente ainsi une pluralité d’ouvertures qui déterminent sa mouillabilité par capillarité. Ainsi, les feuilles 22A, 22B sont reliées à la nappe centrale 16 par pénétration du polymère 26 de la nappe centrale 16 dans les feuilles 22A, 22B par capillarité. Avantageusement, le polymère 26 de la nappe centrale 16 pénètre le plus possible, au moins sur la moitié de l’épaisseur des feuilles 22A, 22B, mais sans les traverser. Ainsi, les feuilles 22A, 22B assurent une continuité avec la nappe 16 et présentent des propriétés mécaniques similaires. Elles ne constituent pas une interface fragilisée qui détériorerait les performances des structures auxquelles participeront les peaux composites 12A, 12B.
Avantageusement, la seconde feuille 22B est constituée d’une feuille de papier. Le papier présente une masse surfacique inférieure à 50 g/m2.
Du fait de la présence des feuilles 22A, 22B, la nappe centrale 16 est confinée entre les feuilles 22A, 22B.
Les feuilles 22A, 22B recouvrent avantageusement la totalité des faces 18, 20 de la nappe 16, notamment plus de 95% de l’étendue de chaque face 18, 20.
La deuxième peau 12B est analogue à la première peau 12A, et ne sera donc pas décrite plus en détail.
On notera que chaque peau 12A, 12B est généralement réalisée de manière connue en soi, par thermoformage, ou par laminage continu lorsqu’on souhaite réaliser une peau 12A, 12B de forme générale plane.
Dans une variante non représentée, chaque peau 12A, 12B est constituée d’une nappe 16, dépourvue de feuilles 22A, 22B. L’écarteur 14 est interposé entre les peaux 12A, 12B. Sa masse volumique est par exemple comprise entre 10 kg/m3 et 500 kg/m3 et plus particulièrement entre 20 kg/m3 et 50 kg/m3
Avantageusement, l’écarteur 14 est réalisé à base d’une structure alvéolaire ou en nid d’abeille.
Ainsi, l’écarteur 14 présente une pluralité de parois 30 sensiblement perpendiculaires à un plan moyen de la pièce 10, les parois 30 délimitant des espaces centraux 32 de contour fermé formant des alvéoles 32. Ainsi, chaque espace central ou alvéole 32 débouche en regard d’une feuille respective 22B d’un corps 12A, 12B. Les alvéoles 32 définissent par exemple des mailles polygonales, notamment hexagonales.
La dimension transversale maximale des mailles polygonales, prise parallèlement à un plan moyen de la pièce, est supérieure à 5 mm, et est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm, notamment entre 8 mm et 10mm.
En variante, les mailles sont ondulées. Dans ce cas, l’amplitude des ondulations est comprise entre 5 mm et 15 mm et le pas (distance entre deux crêtes d’ondulation) est compris entre 5 mm et 20 mm, avantageusement 8 mm et 16 mm L’écarteur 14 est avantageusement réalisé en un matériau léger, déformable plastiquement, tel que du papier ou du carton.
La masse surfacique de l’écarteur 14 est faible. Cette masse est notamment inférieure à 2000 g/m2, et est avantageusement comprise entre 50 g/m2 et 1500 g/m2. De préférence, cette masse surfacique est inférieure à 1500 g/m2 et est sensiblement comprise entre 400 g/m2 et 1200 g/m2. Ainsi, la pièce 10 présente une légèreté adéquate, du fait de la faible densité de l’écarteur 14. L’écarteur 14 présente avantageusement une épaisseur supérieure à 2 mm, et par exemple comprise entre 2 mm et 100 mm, notamment entre 5 mm et 30 mm.
La tranche des parois 30 délimite les faces opposées 31 A, 31B de l’écarteur 14 sur lesquelles sont assemblés respectivement la première peau 12A et la deuxième peau 12B.
Avantageusement, un liant 33 est utilisé pour fixer la première peau 12A sur la première face 31A et la deuxième peau 12B sur la deuxième face 31 B. Ce liant est par exemple une colle, un film ou un autre matériau adhésif compatible avec la composition des corps 12A, 12B et de l’écarteur 14.
Ce liant 33 est par exemple un liant époxy, acrylique, méthacrylate, polyuréthane ou acétate de polyvinyle, ou une colle aqueuse du type colle à bois, telle qu’une colle amylacée ou à base d’ester de cellulose. L’insert 35 présente une forme générale allongée, par exemple parallélépipédique dont la section transversale représentée sur les figures est rectangulaire. En variante, la section transversale de chaque insert 35 est triangulaire ou trapézoïdale. Conformément à une autre variante, chaque insert 35 présente une forme générale en U.
De préférence, l’insert 35 est réalisé en un matériau poreux, avantageusement en bois ou en composite de fibres de cellulose, afin de présenter une composition identique à celle des parois 30 de l’écarteur 14.
Chaque insert 35 est intégré dans le volume de l’écarteur 14. A cet effet, l’écarteur 14 définit la cavité 37, présentant des dimensions complémentaires à celles de l’insert 35 correspondant. Cette cavité 37 est ménagée dans l’écarteur 14, au cours du procédé de fabrication de la pièce 10, qui sera décrit ultérieurement.
La cavité 37 est réalisée par déformation de l’écarteur 14. L’écarteur 14 présente donc une zone comprimée 39 au droit de chaque cavité 37. En formant la cavité 37 par déformation, plutôt que par découpage, une continuité des contraintes est assurée dans l’écarteur 14.
Comme on le verra plus bas, une zone 41 de l’écarteur 14, s’étendant sous l’insert 35 et à sa périphérie sur une distance d’au plus 5 mm, est imprégnée d’un matériau liquide solidifié 43 qui renforce la structure des parois 30 de l’écarteur 14. La zone imprégnée 41 est d’aire supérieure de 10 % à 20 % à l’aire de la cavité 37 et comprend la zone comprimée 39 sous l’insert ainsi qu’une zone périphérique 42 à la cavité 37.
Le matériau liquide solidifié 43 est avantageusement un liant à base aqueuse solidifié, comme une colle à bois, telle qu’une colle amylacée ou à base d’ester de cellulose, ou une résine.
Initialement, avant solidification, le matériau liquide solidifié 43 comporte une proportion d’eau comprise entre 40 % en masse et 60 % en masse. Il présente une viscosité comprise entre 10000 mPa.s et 15000 mPa.s, telle que mesurée par la norme Broockfield HB. Une telle viscosité facilite l’imprégnation, notamment dans un écarteur en carton.
Ce type de matériau pénètre également dans l’insert 35 dans le cas où ce dernier est poreux, notamment s’il est en bois ou en composite de fibres de cellulose. Ceci assure un bon maintien de l’insert 35 dans la cavité 37. Avantageusement, le matériau liquide solidifié 43 est le même que celui constituant le liant 33.
Le matériau liquide solidifié 43 est imprégné dans l’écarteur 14 et rigidifie la zone comprimée 39 sur toute son épaisseur, ainsi que la zone périphérique 42, conférant ainsi à cette partie de la pièce 10 des propriétés mécaniques améliorées. Il permet en outre la formation avec les fibres de l’écarteur d’un composite étanche résistant à l’eau, les fibres de cellulose n’ayant plus la capacité d’absorber l’humidité ambiante.
Un premier procédé de fabrication de la pièce d’équipement 10 va maintenant être décrit, faisant référence aux figures 2 à 5.
Ce premier procédé comporte une première étape au cours de laquelle est réalisé un premier ensemble 11 constitué de l’écarteur 14 muni de l’insert 35 inséré dans la cavité 37.
Cette première étape commence par la fourniture d’un écarteur 14 comportant une face supérieure 31A et une face inférieure 31 B. Cet écarteur 14 est généralement fabriqué sous la forme d’une plaque alvéolée dont les alvéoles sont réalisées par exemple au moyen d’une étireuse et s’étendent selon l’épaisseur de la plaque.
La face supérieure 31A de l’écarteur 14 est enduite de matériau liquide propre à se solidifier 43, sur une région d’aire supérieure de 10 % à 20 % à l’aire de la face inférieure de l’insert 35, comme représenté figure 2. Le matériau liquide 43 imprègne en profondeur l’écarteur 14 sur une zone 41, pendant un temps déterminé d’imprégnation. Ce temps d’imprégnation est généralement de quelques minutes, par exemple de 2 à 5 min.
Le matériau liquide 43 imprègne l’écarteur 14 sur une épaisseur d’au moins 50 % de l’épaisseur de l’écarteur 14 prise depuis la face supérieure 31A de l’écarteur 14. L’insert 35 est alors disposé sur la face supérieure 31A de l’écarteur 14, en regard de la zone imprégnée 41, là où l’on souhaite réaliser la cavité 37 qui recevra cet insert 35, comme cela est représenté sur la figure 3. L’écarteur 14 muni de l’insert 35 est ensuite placé sur le premier plateau inférieur 45A d’une presse 45. La presse 45 comporte notamment des plateaux inférieur 45A et supérieur 45B, ainsi que des moyens pour déplacer les plateaux 45A, 45B l’un par rapport à l’autre afin d’appliquer un effort de pression à un élément agencé entre ces plateaux 45A, 45B. La presse 45 est muni de cales 46 entre le plateau inférieur 45A et le plateau supérieur 45B, de façon à ce que l’espace entre les deux plateaux 45A, 45B en bout de course soit au égal à l’épaisseur de l’écarteur.
Le plateau supérieur 45B est abaissé, créant ainsi la cavité 37 contenant l’insert 35. En effet, l’insert 35 comprime localement l’écarteur 14, notamment au niveau de la zone imprégnée 41, formant ainsi la cavité 37 par déformation plastique, et la zone comprimée 39 correspondante, comme cela est représenté sur la figure 4. La pression exercée par la presse 45 est très faible, notamment inférieure à 10 bars. En effet, l’écarteur 14 imprégné de matériau liquide 43 offre très peu de résistance lors de la compression. Ceci permet également aux cellules de l’écarteur 14 de plier sans se rompre lors de la pénétration de l’insert 35.
La hauteur de l’insert 35 dans la direction d’écrasement du premier plateau vers le second plateau est inférieure à l’épaisseur de l’écarteur 14 dans cette même direction. Plus précisément, l’épaisseur de l’écarteur 14 dans cette direction est égale à la somme de la hauteur de l’insert 35 et de la hauteur de la zone comprimée 39 correspondante. L’épaisseur de cette zone comprimée 39 peut être très réduite, par exemple proche de 1 mm. L’ensemble 11 constitué de l’écarteur 14 muni de l’insert 35 inséré dans la cavité 37 est ensuite retiré de la presse et deux nappes de base 16 comportant des fibres minérales 24 et des fibres de polymère thermofusible sont fournies. Les deux nappes de base 16 sont chacune positionnées entre une feuille extérieure de matériau poreux 22A et une feuille intérieure de matériau poreux 22B.
Les deux faces 31 A, 31B de l’écarteur 14 sont enduites de liant 33, par exemple au moyen d’une enduiseuse à rouleau, et du liant 33 est notamment appliqué sur la face supérieure de l’insert 35.
Pour chacune des deux nappes 16, deux feuilles de matériaux poreux 22A, 22B sont fournies. La feuille 22A est placée en contact avec la première face 18 externe de chacune des deux nappes 16, et la feuille 22B est placée en contact avec la deuxième face 20 interne de chacune des deux nappes 16. Les deux nappes 16, chacune entourée des feuilles de matériaux poreux 22A, 22B, sont ensuite positionnées de part et d’autre de l’ensemble 11, les feuilles intérieures de matériau poreux 22B en contact avec l’écarteur 14.
Deux plateaux chauffants sont appliqués sur l’ensemble, au contact des feuilles de matériau poreux externes 22A, et l’ensemble est porté à la température de fusion des fibres du polymère des nappes 16, 12B. Avantageusement, le liant 33 est choisi pour présenter une température d’activation sensiblement égale à ladite température de fusion, tout comme le matériau liquide 43 s’il est différent du liant 33, ce qui permet sa solidification lors de cette étape. Cette étape est représentée figure 5.Dans une première variante de ce premier mode de réalisation les deux nappes 16 munies des feuilles de matériau poreux 22A, 22B sont placées séparément de l’ensemble 11 entre les plateaux chauffant de façon à faire fusionner les fibres de polymère, puis positionnées de part et d’autre de l’ensemble 11. L’ensemble est ensuite positionné sur le demi-moule inférieur 47A du moule 47. Le moule 47 est muni de cales 147 entre le demi-moule inférieur 47A et le demi-moule supérieur 47B, de façon à fournir un léger serrage de l’ensemble 11 et des deux peaux composites 12A, 12B, sans dégrader la qualité des éléments. Ces cales sont réglées de façon à avoir une distance minimale entre les deux demi-moules 45A, 45B légèrement inférieure à la hauteur cumulée de l’ensemble 11 et des peaux composites 12A, 12B, par exemple inférieure de 0,5 mm à 2 mm, notamment de 1 mm à 2 mm, à ladite hauteur cumulée.
Le demi-moule supérieur 47B du moule 47 est alors déplacé vers le demi-moule inférieur 47A, de façon à compresser l’empilement formé par les peaux 12A, 12B et l’ensemble 11. La pression est maintenue suffisamment longtemps pour avoir une adhérence parfaite des peaux 12A, 12B sur l’ensemble 11 et leur faire prendre la forme souhaitée. La température du moule est maintenue à 140°C de façon à finir d’extraire l’eau présente dans le liant 33 et dans le matériau liquide 43 et de réticuler la partie active de ces matériaux 33, 43.
Dans une variante de ce premier mode de réalisation les opérations de fabrication de l’ensemble 11 et de la pièce 10 sont réalisées simultanément. En effet lorsque qu’il est possible d’utiliser un même matériau liquide 33, 43 pour les deux fonctions de collage de l’insert 35 dans l’écarteur 14 et de collage des nappes 16 sur l’écarteur, il est envisageable de procéder de la manière suivante : - positionnement de l’insert 35 au-dessus de l’écarteur 14 après dépôt du matériau liquide 33, 43 sur la zone imprégnée 41 ; - chauffage des nappes 16 munies des feuilles 22A, 22B tel que décrit plus haut ; - positionnement d’une première nappe 16 en dessous de l’écarteur 14 sous sa face 31B et positionnement d’une seconde nappe 16 au-dessus de l’insert 35 posé sur la face 31A de l’écarteur et sur la partie complémentaire de la face 31A de l’écarteur 14 ; - positionnement de l’ensemble sur le demi-moule 47B ; - fermeture du moule, la suite du procédé étant identique.
Selon cette seconde variante la cavité 39 est formée lors de la fermeture de la partie supérieure 47A du moule 47 par la pénétration de l’insert 35 dans l’écarteur. Simultanément, la nappe 16 déposée au-dessus de l’insert 35 et de la partie complémentaire de l’écarteur 14 est aplanie et recouvre horizontalement l’ensemble 11 ainsi formé.
Cette variante est avantageuse car elle supprime une étape préalable de réalisation de l’ensemble 11.
On obtient ainsi une pièce d’équipement 10 telle que représentée sur la figure 1 et décrite précédemment.
De manière optionnelle des feuilles de parement, généralement des textiles, par exemple de type aiguilleté, peuvent être positionnées sous la peau inférieure 12A et/ou au-dessus de la peau supérieure 12B, avant le passage dans le moule 47.
Ensuite, comme indiqué sur la figure 14, un équipement additionnel 44 est avantageusement fixé sur la pièce 10 en introduisant un organe de fixation 44B comme une vis, dans l’insert 35, à travers la peau supérieure 12B et éventuellement la feuille de parement.
Dans ce mode de réalisation, les peaux composites 12A, 12B sont solidifiées et cristallisées dans le moule 47 autour de l’écarteur 14, la pression exercée par le moule est donc relativement faible, pour empêcher l’écarteur d’être écrasé sur toute sa surface. Les peaux composites 12A, 12B présentent donc une densité relativement peu élevée comprise entre 0,3 et 1 selon le procédé de compactage des peaux.
Ce premier mode de fabrication est donc particulièrement bien adapté aux pièces pour lesquelles des propriétés mécaniques élevées, particulièrement en flexion, ne sont pas requises et pour lesquelles le temps de réalisation, et donc le coût, est déterminant.
Un deuxième mode de réalisation de la pièce 10 va maintenant être décrit, identique au premier mode de réalisation précédemment décrit sauf pour les étapes suivantes.
Notamment, ce second mode comporte des étapes préliminaires de fabrication à la fois pour l’écarteur 14 et également pour les peaux 12A, 12B.
En particulier, l’étape de fabrication de chaque peau 12A, 12B comporte : - la fourniture d’une nappe de base 16 comportant des fibres minérales 24 et des fibres de polymère thermofusible ; - la disposition d’une première feuille de matériau poreux 22A sur la première face 18 externe de la nappe 16 et d’une deuxième feuille de matériau poreux 22B sur la deuxième face 20 interne de la nappe 16 ; - le chauffage de la nappe de base 16 sur au moins un plateau chaud, représenté figure 7, pour faire fondre les fibres de polymère thermofusible et pour faire adhérer le polymère fondu aux fibres minérales afin d’obtenir une nappe préformée, les feuilles de matériau poreux 22A, 22B confinant alors entre elles le matériau polymère fondu issu des fibres de polymère thermofusible, et les feuilles de matériau poreux 22A, 22B étant liées à la nappe 16 pour constituer un corps complexe ; - le confinement de la nappe préformée et des feuilles 22A, 22B dans un moule 122 sous pression et régulé en température, représenté figure 8, pour constituer une peau composite formée 12A ou 12B, le polymère de la nappe 16 étant avantageusement au moins en partie cristallisé.
Le confinement dans le moule s’effectue sous une pression suffisante pour obtenir une densité optimale (correspondant à une porosité quasi-nulle) des peaux formées et cristallisées 12A, 12B. Cette densité optimale supérieure à 1 conduit à des propriétés mécaniques maximales des deux peaux. L’ensemble 11 constitué de l’écarteur 14 et de l’insert 35 est réalisé et recouvert de liant 33 de la même manière que selon le premier mode de réalisation.
Au cours de l’étape d’assemblage, représentée figure 9, la peau inférieure 12A est disposée sur le premier demi-moule 47A du moule 47. En particulier, la feuille de matériaux poreux 22A repose sur le premier demi-moule 47A, et la feuille de matériaux poreux 22B est tournée vers le second demi-moule 47B. L’ensemble 11 est ensuite déposé sur la peau 12A en contact avec la face inférieure 31B de l’écarteur 14 puis la peau supérieure 12B est placée sur l’ensemble 11, la feuille de matériaux poreux 22B en contact avec la face supérieure 31A de l’écarteur 14 ainsi qu’avec avec l’insert 35.
La suite du procédé est identique au premier mode de réalisation.
Ce second mode de réalisation permet la réalisation d’une pièce 10 aux performances mécaniques améliorées par rapport à une pièce 10 selon le premier mode de réalisation grâce à la densité des peaux composites 12A, 12B la constituant.
Un plus grand nombre d’étapes est nécessaire à l’obtention d’une telle pièce 10, ce qui engendre une durée et un coût supérieurs à ceux du premier mode de réalisation. Ce second mode de réalisation est donc bien adapté aux pièces pour lesquelles les exigences mécaniques sont élevées et pour lesquelles un coût plus important est acceptable.
Une autre pièce d’équipement 110 selon l’invention est représentée sur la figure 10. Cette pièce 110 diffère de la pièce 10 en ce qu’elle présente une cuvette 112 ménagée en regard de l’insert 35.
Comme pour la pièce 10, deux modes de réalisation sont envisageables.
Le premier mode de réalisation de la pièce 110 est identique au premier mode de réalisation de la pièce 10, à l’exception des différences ci-après.
Ainsi pour fabriquer la pièce 110, lors de l’étape d’écrasement de l’insert 35 dans l’écarteur 14 pour former l’ensemble 11, représentée figure 11, le second plateau 45B de la presse 45 présente au moins une saillie 46, dépassant du second plateau 45B vers le premier plateau 45A, et présentant une aire égale à la l’aire de l’insert 35.
Après l’étape d’enduction de l’écarteur 14 par le liquide propre à se solidifier 43, l’insert 35 est placé sur l’écarteur 14 sur la zone imprégnée 41 et en face de la saillie 46, comme cela est représenté figure 11.
Lors du déplacement du second plateau 45B vers le premier plateau 45A, la saillie 46 s’appuie sur l’insert 35, qui finit sa course avec sa face supérieure plus profonde que la face supérieure 31B de l’écarteur 35, comme cela est indiqué sur la figure 12.
Les peaux 12A, 12B sont formées et moulées directement sur l’ensemble 11 comme décrit dans le premier mode de réalisation de la pièce 10. La formation de la peau supérieure 12B sur l’ensemble 11 lors des étapes de chauffage et de moulage forme alors une cuvette 112 dans la face supérieure de la pièce 110, comme représenté sur la figure 6.
La suite du procédé est identique au premier mode de réalisation de la pièce 10.
Comme dans le cas du premier procédé, il est possible de chauffer les nappes 16 séparément de la réalisation de l’ensemble 11 ou au contraire de réaliser l’ensemble 11 simultanément à la pièce 110 elle-même.
La cuvette 112 est apte à loger au moins partiellement l’équipement additionnel 44. L’équipement additionnel 44 est fixé comme décrit précédemment introduisant un organe de fixation 44B comme une vis, dans l’insert 35, à travers la peau supérieure 12B, comme illustré sur la figure 10.
Selon un deuxième mode de réalisation de la pièce 110, la peau inférieure 12A est formée et compressée au préalable comme décrit selon le deuxième mode de réalisation de la pièce 10, présentant ainsi une porosité très faible.
La peau composite 12A déjà constituée est positionnée sur le demi-moule inférieur 47A, comme représenté figure 13. Puis l’ensemble 11, assemblé et enduit de liant 33 comme décrit précédemment, est positionné sur la peau composite 12A, sa face inférieure 31B en contact avec la feuille de matériau poreux 22B.
Les constituants de la peau supérieure, c’est-à-dire la feuille de matériau poreux interne 22B, la nappe centrale 16 et la feuille de matériau poreux externe 22A sont placés dans cet ordre sur l’ensemble 11, et la peau supérieure 12B est formée directement sur l’ensemble 11 comme dans le premier mode de réalisation de la pièce 110.
La suite du procédé est identique au premier mode de réalisation de la pièce 10.
La peau supérieure 12B ne peut pas être formée et compressée au préalable comme la peau inférieure 12A, car elle doit rester formable de façon à épouser la forme de la saillie 46 lors de son assemblage sur l’ensemble 11.
La pièce 110 réalisée selon ce second mode de réalisation présente de meilleures propriétés mécaniques que la pièce 110 selon le premier mode de réalisation car la peau inférieure 12A possède une densité optimale.
Grâce à l’invention qui vient d’être décrite, il est possible de réaliser des pièces 10, 110 d’équipement de véhicule automobile légères et résistantes, disposant de sites de fixation d’équipements additionnels 44 autorisant un vissage robuste de l’équipement additionnel 44 dans l’insert 35 tel que représenté sur les figures 14 et 15 respectivement.
En effet l’imprégnation totale des cellules des alvéoles de l’écarteur par le matériau 43 évite l’endommagement de la cellulose lors de son écrasement par l’insert 35 tout en la rigidifiant, garantissant ainsi un excellent ancrage de l’inser.
De plus, les pièces 10, 110 présentent une bonne résistance aux infiltrations d’humidité au niveau des sites de fixation. En effet, la zone 41 au voisinage de l’insert 35 est rendue imperméable par le matériau liquide solidifié 43 qui imprègne la structure de l’écarteur 14 formant localement un composite étanche.
Il convient de noter que les pièces 10, 110 peuvent présenter des variantes sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier, l’emploi des feuilles 22A, 22B peut s’avérer inutiles dans le cas de polymères fusibles présentant une viscosité élevée à la température de fusion comme par exemple certains grades de polypropylène ou le polyéthylène.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d’une pièce d’équipement (10; 110) de véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un écarteur (14) déformable plastiquement ; - déformation d’au moins une région de l’écarteur (14) pour former une cavité (37) de réception d’un insert (35) ; - introduction d’un insert (35) dans la cavité (37) ; - assemblage et mise en forme d’une peau inférieure (12A) et d’une peau supérieure (12B) sur l’écarteur (14). caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - avant l’étape de déformation de l’écarteur (14), imprégnation de l’écarteur (14) sur la région à déformer avec un matériau liquide (43) propre à se solidifier ; - après l’étape de déformation de l’écarteur (14), solidification du matériau liquide (43).
  2. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’écarteur (14) présente une structure en nid d’abeille.
  3. 3. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l’écarteur (14) est en papier ou en carton.
  4. 4. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’insert (35) est formé d’un matériau poreux, par exemple de bois ou d’un composite de fibres de bois, le matériau liquide propre à se solidifier (43) imprégnant l’insert (35) après l’introduction de l’insert (35) dans la cavité (37).
  5. 5. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la déformation de l’écarteur (14) est provoquée par écrasement de l’insert (35) contre l’écarteur (14) pour former la cavité (37).
  6. 6. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la profondeur de la cavité (37) est supérieure à la hauteur totale de l’insert (35), de façon à former une cuvette (112) en regard de l’insert (35) après la disposition de la peau supérieure (12B).
  7. 7. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau liquide propre à se solidifier (43) est une colle ou une résine à base aqueuse.
  8. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, dans lequel la colle ou la résine présente une proportion d’eau comprise entre 40 % et 60 % et/ou une viscosité comprise entre 10000 mPa.s et 15000 mPa.s.
  9. 9. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau liquide propre à se solidifier (43) est appliqué sur l’écarteur (14) sur une région d’aire supérieure à l’aire de la surface de l’écarteur (14) en contact direct avec une face inférieure de l’insert (35).
  10. 10. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’étape d’assemblage et de mise en forme comprend un thermoformage de la peau inférieure (12A) et de la peau supérieure (12B) à une température de thermoformage, le matériau liquide (43) étant propre à se solidifier à une température inférieure ou égale à la température de thermoformage.
  11. 11. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de fixation d’un équipement additionnel (44) dans l’insert (35) à travers la peau supérieure (12B).
  12. 12. Pièce d’équipement (10 ; 110) de véhicule comprenant : - une peau inférieure (12A) ; - un écarteur (14) déformable plastiquement assemblé sur la peau inférieure (12A), l’écarteur présentant au moins une région déformée formant une cavité (37) de réception d’un insert (35) ; - un insert (35) disposé dans la cavité (37) ; - une peau supérieure (12B) recouvrant l’écarteur (14) et l’insert (35) ; caractérisée en ce que la pièce (10 ; 110) comporte un matériau solidifié (43) imprégné dans l’écarteur (14) dans la région déformée.
  13. 13. Pièce selon la revendication 12, dans laquelle le matériau solidifié (43) imprègne une région (41) de l’écarteur (14) d’aire supérieure à l’aire de la surface de l’écarteur (14) en contact direct avec une face inférieure de l’insert (35).
  14. 14. Pièce selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13, dans laquelle le matériau solidifié (43) imprègne partiellement l’insert (35) et fixe l’insert sur l’écarteur (14).
  15. 15. Pièce selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, comprenant un équipement additionnel (44) fixé dans l’insert (35) à travers la peau supérieure (12B).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2834237B1 (de) * 1978-08-04 1979-09-13 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren zum Einbauen von Einsaetzen in Leichtbau-Sandwichplatten
EP1070858A1 (fr) * 1999-07-22 2001-01-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Panneau au sandwich et procédé pour sa fabrication
FR2990896A1 (fr) * 2012-05-24 2013-11-29 Faurecia Automotive Ind Procede de fabrication d'une piece d'equipement renforcee, notamment pour un vehicule automobile

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