FR3087376A1 - METHOD FOR MANUFACTURING AUTOMOTIVE PARTS COMPRISING A STEP OF COATING A LIQUID SUPPORT IN A MOLD, AND PARTS ARISING FROM THE PROCESS - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication de pièces destinées à être installées dans un véhicule, comprenant les étapes successives suivantes : enduction (1.4) d'un support sous forme liquide sur la paroi intérieure d'un moule suivie d'une étape de séchage dudit support au cours de laquelle le support se rigidifie, et enlèvement (1.10) de la pièce formée après durcissement de la mousse. De cette manière les pièces pour l'industrie automobile sont produites selon un procédé plus rapide et plus simple, tout étant de grande rigidité et présentant un bel aspect. Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape de projection (1.7) de mousse sur ledit support suivi d'une étape d'une première durée déterminée au cours de laquelle la mousse durcit. The invention relates to a method of manufacturing parts intended to be installed in a vehicle, comprising the following successive steps: coating (1.4) of a support in liquid form on the inner wall of a mold followed by a drying step of said support during which the support stiffens, and removal (1.10) of the part formed after hardening of the foam. In this way parts for the automotive industry are produced in a faster and simpler process, all being very stiff and having a good appearance. According to a particular embodiment, the method comprises a step of spraying (1.7) foam on said support followed by a step of a first determined duration during which the foam hardens.
Description
Procédé de fabrication de pièces automobiles comportant une étape d'enduction d'un support liquide dans un moule, et pièces issues du procédé 1 DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui de la fabrication de pièces destinées à équiper des moyens de transport, et notamment des véhicules automobiles.Method of manufacturing automotive parts comprising a step of coating a liquid support in a mold, and parts resulting from the method 1 TECHNICAL FIELD The field of the invention is that of the manufacture of parts intended to equip means of transport, and in particular motor vehicles.
L'invention concerne plus précisément le fait que les pièces sont fabriquées en enduisant un moule d'un support liquide qui se rigidifie lors du séchage, la pièce ainsi produite est enlevée après durcissement du support.The invention relates more precisely to the fact that the parts are manufactured by coating a mold with a liquid support which stiffens during drying, the part thus produced is removed after hardening of the support.
2 ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE La présente invention concerne la fabrication de pièces automobiles en matériau composite utilisant des matières plastiques et de la mousse expansé, ou des panneaux durs, découpés et collés.2 TECHNOLOGICAL BACKGROUND The present invention relates to the manufacture of automotive parts in composite material using plastics and expanded foam, or hard panels, cut and glued.
Elle concerne particulièrement un procédé permettant la fabrication de pièces automobiles et plus particulièrement de pièces de carrosseries.It particularly relates to a process allowing the manufacture of automobile parts and more particularly of bodywork parts.
De nos jours, un véhicule automobile peut comprendre de nombreuses pièces en plastiques habituellement réalisées par un procédé de moulage par injection.Nowadays, a motor vehicle can include many plastic parts usually made by an injection molding process.
Les pièces obtenues peuvent être des pièces structurelles ou semi-structurelles du véhicule automobile en question.The parts obtained can be structural or semi-structural parts of the motor vehicle in question.
Le procédé actuel de fabrication consiste à placer au fond d'un moule une peau (ou « Gel Coat » en langue Anglo-saxonne) qui donnera à la fin l'aspect extérieur.The current manufacturing process consists of placing a skin (or “Gel Coat” in the Anglo-Saxon language) at the bottom of a mold, which will ultimately give the external appearance.
La pièce automobile doit généralement être renforcée par des fibres de verre ou de carbone enduites de résine qui sont disposées sur la peau et collées avec elle.The automotive part generally needs to be reinforced with resin coated glass or carbon fibers which are laid on the skin and bonded with it.
Toujours maintenue dans son moule, la pièce est alors soit recouverte d'une couche déterminée de mousse qui s'expanse et durcit en séchant, soit collée à des panneaux de mousse durcie.Always kept in its mold, the part is then either covered with a determined layer of foam which expands and hardens as it dries, or glued to panels of hardened foam.
Dans le cas de mousse expansée, une fois sèche et dure, elle peut être travaillée pour obtenir l'épaisseur voulue, par exemple à l'aide d'une fraise qui élimine les surépaisseurs.In the case of expanded foam, once dry and hard, it can be worked to obtain the desired thickness, for example using a milling cutter which eliminates excess thickness.
La pièce est alors démoulée et éventuellement détourée avec une fraise pour lui donner ses dimensions définitives.The part is then unmolded and possibly cut out with a milling cutter to give it its final dimensions.
Certaines pièces automobiles doivent présenter un bel aspect sur les deux côtés.Some auto parts must have a good appearance on both sides.
Dans ce cas, ces pièces sont constituées de deux panneaux qui sont collés l'un contre l'autre en laissant un vide entre les deux.In this case, these parts consist of two panels which are glued against each other leaving a gap between the two.
La mousse est alors injectée entre les deux panneaux, qui une fois durcie, assure le collage entre les deux panneaux.The foam is then injected between the two panels, which once hardened, ensures the bonding between the two panels.
2 Dans le cas de pièces nécessitant une grande rigidité, un ou plusieurs inserts sont intégrés dans le procédé de fabrication.2 In the case of parts requiring great rigidity, one or more inserts are integrated into the manufacturing process.
Ces inserts sont des pièces préformées incorporées à, et/ou solidaires de ladite pièce moulée qui servent en général à renforcer ladite pièce moulée et/ou à la fixation ultérieure d'éléments mécaniques.These inserts are preformed parts incorporated in and / or integral with said molded part which generally serve to reinforce said molded part and / or for the subsequent fixing of mechanical elements.
Ces inserts 5 peuvent être réalisés en bois, en acier, aluminium ou en matières plastiques composites.These inserts 5 can be made of wood, steel, aluminum or composite plastics.
Ces inserts sont solidarisés avec la résine et les fibres de verre et de carbone, et recouverts de mousse.These inserts are secured with the resin and the glass and carbon fibers, and covered with foam.
Dans le cas de mousse expansée, le procédé de fabrication actuel nécessite une période de séchage de celle-ci qui monopolise la chaine de fabrication pour une pièce 10 pendant un temps important, typiquement quelques heures.In the case of expanded foam, the current manufacturing process requires a period of drying thereof which monopolizes the production line for a part 10 for a long time, typically a few hours.
Il existe donc un réel besoin pour mettre en oeuvre un nouveau procédé qui raccourcit la durée de fabrication des pièces automobiles.There is therefore a real need to implement a new process which shortens the duration of manufacture of automotive parts.
De plus, le procédé de fabrication actuel est complexe car il nécessite plusieurs éléments pour fabriquer les pièces.In addition, the current manufacturing process is complex because it requires several elements to manufacture the parts.
Il serait avantageux de simplifier le procédé en 15 éliminant l'utilisation de certaines couches et en réduisant au maximum le temps de séchage entre les composants utilisés.It would be advantageous to simplify the process by eliminating the use of certain layers and minimizing the drying time between the components used.
3 RESUME Selon l'invention, il est ainsi proposé un procédé de fabrication de pièces 20 destinées à être installées dans un véhicule, comprenant les étapes successives suivantes : enduction d'un support sous forme liquide sur la paroi intérieure d'un moule ouvert suivie d'une étape de séchage dudit support au cours de laquelle le support se rigidifie ; 25 enlèvement de la pièce formée après durcissement du support.3 SUMMARY According to the invention, there is thus proposed a method of manufacturing parts 20 intended to be installed in a vehicle, comprising the following successive steps: coating a support in liquid form on the inner wall of an open mold followed by a step of drying said support during which the support stiffens; 25 removal of the formed part after hardening of the support.
Ainsi, l'invention se propose de produire des pièces pour l'industrie automobile selon un procédé plus rapide et plus simple, tout en fournissant des pièces de grande rigidité et présentant un bel aspect.Thus, the invention proposes to produce parts for the automotive industry according to a faster and simpler process, while providing parts of great rigidity and having a good appearance.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé de fabrication comporte en 30 outre une étape de projection de mousse sur ledit support suivi d'une étape d'une première durée déterminée au cours de laquelle la mousse durcit.According to a particular embodiment, the manufacturing method further comprises a step of spraying foam on said support followed by a step of a first determined duration during which the foam hardens.
Selon un autre mode particulier de réalisation, le moule comporte une arête se 3 terminant en un angle aigu, ladite arête délimitant en tout ou partie le contour de la pièce à fabriquer, le procédé comportant une étape de passage d'un rouleau venant presser le support en cours de séchage au niveau de l'arête afin de le couper, ladite étape de passage du rouleau intervenant entre l'étape d'enduction et l'étape de 5 projection de mousse.According to another particular embodiment, the mold comprises an edge 3 ending in an acute angle, said edge delimiting all or part of the contour of the part to be manufactured, the method comprising a step of passing a roller from pressing the support being dried at the edge in order to cut it, said step of passing the roller occurring between the coating step and the step of spraying foam.
De cette manière, la découpe du support est facilitée.In this way, the cutting of the support is facilitated.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape de passage d'une lame circulaire tranchante roulant sur le support au-dessus d'une surface métallique du moule se situant en périphérie, ladite étape de passage de ladite lame intervenant entre l'étape d'enduction et l'étape de projection de mousse.According to a particular embodiment, the method comprises a step of passing a sharp circular blade rolling on the support above a metal surface of the mold located at the periphery, said step of passing said blade intervening between the coating step and the foam projection step.
De cette 10 manière, la découpe du support est facilitée et le moule n'est pas abimé par la découpe.In this way, the cutting of the support is facilitated and the mold is not damaged by the cutting.
Selon un mode particulier de réalisation, la mousse est projetée par un bras motorisé se déplaçant pour couvrir la surface interne du moule, la vitesse de déplacement du bras étant fonction de l'épaisseur de mousse à obtenir.According to a particular embodiment, the foam is projected by a motorized arm moving to cover the internal surface of the mold, the speed of movement of the arm being a function of the thickness of foam to be obtained.
De cette manière, l'épaisseur de la mousse dans la pièce en cours de fabrication est facile à 15 contrôler.In this way, the thickness of the foam in the part being manufactured is easy to control.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape de mise en place de fibres, telles que de la fibre de verre.According to a particular embodiment, the method comprises a step of placing fibers, such as glass fiber.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape d'usinage de la couche de mousse durcie de façon à rendre lisse la surface, l'étape 20 d'usinage intervenant lorsque la pièce est encore dans le moule.According to a particular embodiment, the method comprises a step of machining the hardened foam layer so as to make the surface smooth, the machining step occurring when the part is still in the mold.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape préalable à celle d'enduction du support de projection d'une peinture de fond de moule.According to a particular embodiment, the method comprises a step prior to that of coating the projection support with a mold base paint.
Selon un mode particulier de réalisation, l'épaisseur de la couche de peinture varie de 0,1 à 0,2 millimètre et en ce que l'épaisseur du support est supérieure à 1 25 millimètre.According to a particular embodiment, the thickness of the paint layer varies from 0.1 to 0.2 millimeter and in that the thickness of the support is greater than 1 millimeter.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape préalable d'enduction du fond de moule par un produit démoulant.According to a particular embodiment, the method comprises a preliminary step of coating the mold base with a release product.
Selon un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape de traitement du moule, tel qu'un balayage plasma, afin de lui conférer un pouvoir de 30 démoulage semi-permanent.According to a particular embodiment, the method comprises a step of treating the mold, such as plasma scanning, in order to give it semi-permanent mold release power.
4 4 LISTE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : 5 la figure 1 présente un exemple d'ordinogramme des principales étapes pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de pièces automobiles ; la figure 2 représente un schéma montrant un moule destiné à recevoir un support liquide et entouré d'une bande de masquage de protection ; la figure 3 représente un schéma en coupe d'un dispositif de coupage du 10 support en utilisant un rouleau ; la figure 4 présente sur un schéma d'un moule contenant une pièce au début de la projection de la mousse ; la figure 5 présente sur un schéma d'un moule contenant une pièce à la fin de l'étape de projection de mousse ; 15 la figure 6 représente un schéma en coupe d'une pièce automobile produite par le procédé selon un exemple de réalisation de l'invention.4 4 LIST OF FIGURES Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given by way of indicative and non-limiting example, and the appended drawings, in which: FIG. 1 shows an example flowchart of the main steps for the implementation of an automotive parts manufacturing process; FIG. 2 is a diagram showing a mold intended to receive a liquid support and surrounded by a protective masking tape; Figure 3 shows a cross-sectional diagram of a device for cutting the medium using a roller; FIG. 4 is a diagram of a mold containing a part at the start of the spraying of the foam; FIG. 5 is a diagram of a mold containing a part at the end of the foam projection step; FIG. 6 represents a cross-sectional diagram of an automobile part produced by the method according to an exemplary embodiment of the invention.
5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Sur toutes les figures du présent document, les éléments et étapes identiques 20 sont désignés par une même référence.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In all the figures of this document, identical elements and steps 20 are designated by the same reference.
Le principe général de la technique décrite repose sur un procédé de fabrication de pièces automobiles consistant à déposer au fond d'un moule ouvert un support sous forme liquide qui se rigidifie au cours du séchage et, une fois le support sec, à extraire la pièce ainsi fabriquée du moule.The general principle of the technique described is based on a process for manufacturing automotive parts consisting in depositing at the bottom of an open mold a support in liquid form which stiffens during drying and, once the support is dry, in extracting the part. thus manufactured from the mold.
Le procédé de fabrication revendiquée assure 25 également une protection juridique pour la pièce fabriquée selon ledit procédé.The claimed manufacturing process also provides legal protection for the part manufactured by said process.
En référence à la Fig. 1, il est présenté un ordinogramme listant les principales étapes pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de pièces automobiles, selon un exemple de réalisation de l'invention.With reference to FIG. 1, a flowchart is presented listing the main steps for the implementation of a process for manufacturing automotive parts, according to an exemplary embodiment of the invention.
Les pièces sont fabriquées à partir d'un moule ouvert qui définit les dimensions 30 définitives de la pièce, sur au moins une face.The parts are made from an open mold which defines the final dimensions of the part, on at least one side.
Dans un premier temps et à l'étape 1.1, le procédé comporte une étape de nettoyage du moule et notamment les parties qui 5 seront en contact avec la pièce à produire.Initially and in step 1.1, the method comprises a step of cleaning the mold and in particular the parts which will be in contact with the part to be produced.
Cette étape permet notamment d'éliminer des impuretés qui risqueraient d'être visibles lors du démoulage.This step makes it possible in particular to eliminate impurities which might be visible during demolding.
Les surfaces non utilisées du moule qui sont généralement situées à la périphérie de la pièce, sont ensuite recouvertes d'une bande de masque permettant de 5 protéger ces zones de l'enduction du support et de la projection de la mousse (étape 1.2).The unused surfaces of the mold, which are generally located at the periphery of the part, are then covered with a mask strip making it possible to protect these zones from the coating of the support and from the projection of the foam (step 1.2).
Ce masquage est avantageusement réalisé à l'aide d'un ruban adhésif de 4 centimètres de large environ.This masking is advantageously carried out using an adhesive tape approximately 4 centimeters wide.
A l'étape 1.3, un démoulant est appliqué sur la surface utile délimité par la bande de masquage.In step 1.3, a mold release agent is applied to the useful surface delimited by the masking tape.
Ce démoulant limite l'adhérence du support enduit sous forme 10 liquide au fond du moule et se rigidifiant ensuite au cours du séchage, ce qui facilite grandement l'extraction de la pièce.This release agent limits the adhesion of the support coated in liquid form to the bottom of the mold and then stiffens during drying, which greatly facilitates the extraction of the part.
L'application du démoulant s'effectue avantageusement en appliquant plusieurs couches avec un temps d'attente entre chaque couche pour permettre le séchage.The application of the mold release agent is advantageously carried out by applying several layers with a waiting time between each layer to allow drying.
A la fin de l'étape 1.3, une opération de lustrage peut être réalisée, cette opération améliore l'aspect lisse et brillant de la pièce 15 réalisée.At the end of step 1.3, a polishing operation can be carried out, this operation improving the smooth and shiny appearance of the part 15 produced.
Selon une variante de réalisation, la surface du moule peut subir un traitement, tel qu'un balayage plasma, afin de lui conférer un pouvoir de démoulage semipermanent.According to an alternative embodiment, the surface of the mold can undergo a treatment, such as plasma scanning, in order to give it semi-permanent mold release power.
La Fig. 2 représente un schéma montrant un moule ouvert destiné à recevoir un support liquide et entouré d'une bande de masquage de protection.Fig. 2 is a diagram showing an open mold intended to receive a liquid support and surrounded by a protective masking tape.
20 Une fois séchée(s) la ou les couche(s) de démoulant, le fond du moule peut alors être enduit d'un support sous forme liquide (étape 1.4).Once the release agent layer (s) has dried, the bottom of the mold can then be coated with a support in liquid form (step 1.4).
Le support se rigidifie lors du séchage et donne l'aspect extérieur fini de la pièce, ce support doit donc respecter des caractéristiques techniques de couleur, d'aspect (mat, brillant satiné, ...), et de résistance aux chocs, ....The support stiffens during drying and gives the finished exterior appearance of the part, this support must therefore respect technical characteristics of color, appearance (mat, satin gloss, ...), and impact resistance,. ...
L'enduction s'effectue avec un pistolet à peinture manié 25 manuellement ou à l'aide d'un bras robotisé.The coating is carried out with a paint gun operated manually or with the aid of a robotic arm.
Selon une variante de réalisation, le pistolet à peinture est fixe et c'est le moule ouvert qui se déplace devant lui à l'aide de bras robotisés.According to an alternative embodiment, the paint gun is stationary and it is the open mold which moves in front of it using robotic arms.
Une seule couche de support peut suffire, ce qui n'exclut en rien, dans le cadre de cette invention, de prévoir au moins deux couches, une première couche donnant la couleur apparente de la pièce et une seconde constituant le support 30 proprement dit.A single support layer may suffice, which in no way excludes, in the context of this invention, the provision of at least two layers, a first layer giving the apparent color of the part and a second constituting the support itself.
L'épaisseur de la couche de peinture varie de 0,1 à 0,2 millimètre et celle du support qui est plus résistante, est supérieure à 1 millimètre.The thickness of the paint layer varies from 0.1 to 0.2 millimeter and that of the support, which is more resistant, is greater than 1 millimeter.
Le matériau du 6 support est choisi pour ses caractéristiques mécaniques (rigidité, résistance aux chocs, allongement à la rupture, ..).The material of the support is chosen for its mechanical characteristics (rigidity, impact resistance, elongation at break, etc.).
La couche optionnelle de peinture permet une grande flexibilité de variation de couleur sans nuire aux performances mécaniques du support, tout en présentant des caractéristiques avantageuses telles que : résistance aux 5 ultraviolets, autonettoyante, ....The optional paint layer allows great flexibility in color variation without adversely affecting the mechanical performance of the support, while exhibiting advantageous characteristics such as: resistance to ultraviolet rays, self-cleaning, etc.
Dans tous les cas, un temps de séchage est à prévoir à la suite de l'enduction d'une couche pour que le support se rigidifie et devienne alors une « peau » dans le jargon de l'homme du métier, cette peau forme une surface résistante aux chocs, aux agents chimiques et aux ultraviolets.In all cases, a drying time is to be expected following the coating of a layer so that the support stiffens and then becomes a "skin" in the jargon of those skilled in the art, this skin forms a surface resistant to shocks, chemicals and ultraviolet rays.
Cette peau peut présenter une certaine souplesse, nécessitant une rigidification par le collage d'une 10 autre matière, telle que de la mousse expansée.This skin may have a certain flexibility, requiring stiffening by the bonding of another material, such as expanded foam.
Le séchage peut être accéléré par le soufflage d'une lame d'air (soit de l'air chaud, soit de l'air à température ambiante).Drying can be accelerated by blowing an air knife (either hot air or air at room temperature).
Dans le cas de pièces nécessitant une rigidité importante, le procédé comporte une étape optionnelle 1.5 de projection simultanée de fibres et de résine permettant de réaliser une peau dure ayant des caractéristique mécanique pouvant être maitrisées 15 selon le choix de la résine, des fibres et de ratio (exprimé souvent par une fraction volumique de fibre et de résine).In the case of parts requiring significant rigidity, the method comprises an optional step 1.5 of simultaneous projection of fibers and resin making it possible to produce a hard skin having mechanical characteristics that can be controlled according to the choice of resin, fibers and material. ratio (often expressed as a volume fraction of fiber and resin).
Pour remplacer le polyester précédemment utilisé qui est long à sécher, on utilise de la résine, et les fibres sont en verre ou en carbone.To replace the previously used polyester which takes a long time to dry, resin is used, and the fibers are made of glass or carbon.
Au cours de l'étape de séchage du support, la peau est suffisamment souple pour être facilement découpée aux dimensions précises de la pièce à produire (étape 20 1.6).During the step of drying the support, the skin is flexible enough to be easily cut to the precise dimensions of the part to be produced (step 1.6).
Selon un premier exemple de réalisation, illustré par la Fig. 3, la découpe s'effectue au moyen d'un dispositif de coupage en utilisant un rouleau 4 exerçant une pression sur la peau 3.According to a first exemplary embodiment, illustrated by FIG. 3, the cutting is carried out by means of a cutting device using a roller 4 exerting pressure on the skin 3.
Le moule 1 comporte une arête 2 aigüe dirigée vers l'extérieur du moule, qui se positionne précisément à la périphérie de la pièce à produire.The mold 1 comprises a sharp edge 2 directed towards the outside of the mold, which is positioned precisely at the periphery of the part to be produced.
Après enduction, la peau 3 recouvre cette arête et s'étend de chaque coté.After coating, the skin 3 covers this ridge and extends on each side.
Après séchage de la peau, un 25 rouleau 4 est appliqué au niveau de l'arête.After the skin has dried, a roller 4 is applied to the level of the ridge.
Ledit rouleau 4 tourne autour d'un axe 5 animé en rotation en exerçant verticalement une forte pression verticale dirigée vers la peau.Said roller 4 rotates around an axis 5 animated in rotation by vertically exerting a strong vertical pressure directed towards the skin.
L'arête 2 est suffisamment tranchante pour couper la peau sous la pression du rouleau.Edge 2 is sharp enough to cut the skin under the pressure of the roller.
La forme de l'arête 2 permet de repousser naturellement la peau découpée au-delà de l'arête et facilite son évacuation.The shape of the ridge 2 allows the cut skin to be naturally pushed back beyond the ridge and facilitates its evacuation.
Cette opération de détourage peut 30 avantageusement être réalisée par un bras robotisé déplaçant le rouleau 4 au dessus de l'arête et garantissant une pression constante sur la peau.This trimming operation can advantageously be carried out by a robotic arm moving the roller 4 above the edge and ensuring constant pressure on the skin.
7 Selon une variante de réalisation, la découpe s'effectue au moyen d'une lame circulaire fine et tranchante roulant sur la peau et exerçant une pression suffisante pour la découper.7 According to an alternative embodiment, the cutting is carried out by means of a thin and sharp circular blade rolling over the skin and exerting sufficient pressure to cut it.
Pour ne pas détériorer le moule situé en dessous de la ligne de découpe, celui-ci est doté d'une surface métallique du moule d'une largeur de quelques 5 centimètres.In order not to damage the mold located below the cutting line, it has a metal surface of the mold with a width of a few 5 centimeters.
Cette lame circulaire est du même type que les roulettes à tarte et à pizza utilisées dans le domaine de la cuisine.This circular blade is the same type as the pie and pizza rollers used in the kitchen.
Après un certain temps permettant à la peau de durcir (étape 1.7), et selon un mode particulier de réalisation, une couche de mousse expansée peut être projetée.After a certain time allowing the skin to harden (step 1.7), and according to a particular embodiment, a layer of expanded foam can be projected.
La Fig. 4 représente un schéma d'un moule contenant une pièce au début de la projection 10 de mousse.Fig. 4 shows a diagram of a mold containing a part at the start of the spraying 10 of foam.
On peut voir un cordon de mousse projetée sur une longueur au fond du moule.You can see a bead of foam projected over a length of the bottom of the mold.
L'étape 1.7 peut être mise en oeuvre manuellement (ce qui a été le cas lors des étapes de test et de mise au point).Step 1.7 can be implemented manually (which was the case during the testing and debugging steps).
Elle peut avantageusement être mise en oeuvre par un bras robotisé qui contrôle les déplacements d'une tête de pulvérisation de la mousse 15 et qui est intégré dans une chaine de fabrication de pièces automobiles.It can advantageously be implemented by a robotic arm which controls the movements of a foam spray head 15 and which is integrated into an automobile parts production line.
Selon une variante de réalisation, la tête de pulvérisation est montée fixe sur un portique et le moule se déplace devant la tête par des bras robotisé.According to an alternative embodiment, the spray head is fixedly mounted on a gantry and the mold moves in front of the head by robotic arms.
La mousse expansée est appliquée par projection selon un débit constant pendant toute l'opération, la vitesse de déplacement relative entre la tête de pulvérisation et le moule étant fonction de 20 l'épaisseur de mousse à obtenir.The expanded foam is applied by spraying at a constant rate throughout the operation, the relative speed of movement between the spray head and the mold being a function of the thickness of the foam to be obtained.
Si la couche de mousse dépasse une épaisseur maximale, il est nécessaire d'effectuer plusieurs passes et donc de pulvériser dans le moule plusieurs couches de mousses.If the layer of foam exceeds a maximum thickness, it is necessary to carry out several passes and therefore to spray several layers of foam into the mold.
L'expérimentation a montré qu'il n'est pas utile d'attendre le séchage complet d'une couche pour projeter la suivante, de sorte que le temps intervenant entre deux couches est plus court que celui terminant le séchage.Experimentation has shown that it is not useful to wait for the complete drying of one coat before spraying the next, so that the time between two coats is shorter than that of completing the drying.
De 25 cette manière, le temps global de fabrication de la pièce est ainsi réduit.In this way, the overall manufacturing time of the part is thus reduced.
La mousse augmente la solidité de la pièce à produire et améliore l'isolation entre l'habitacle d'un véhicule et son environnement ambiant (mousse isolante).The foam increases the strength of the part to be produced and improves the insulation between the passenger compartment of a vehicle and its ambient environment (insulating foam).
Une fois polymérisée, la mousse devient solide et peut être usinée.Once cured, the foam becomes solid and can be machined.
Selon un perfectionnement, la mousse peut également être recouverte d'une couche de matériau 30 pour donner un bel aspect au coté opposé à celui de la peau, ou lui garantir une meilleure stabilité et une bonne étanchéité.According to an improvement, the foam can also be covered with a layer of material 30 to give a good appearance to the side opposite that of the skin, or to guarantee it better stability and good sealing.
Cette couche de matériau de finition 8 permet aussi de rigidifier la pièce par un effet sandwich : peau + mousse + couche, et assurer la stabilité dimensionnelle des pièces en limitant les déformations dues au processus lent de polymérisation de la mousse dans le temps.This layer of finishing material 8 also makes it possible to stiffen the part by a sandwich effect: skin + foam + layer, and to ensure the dimensional stability of the parts by limiting the deformations due to the slow process of polymerization of the foam over time.
La Fig. 5 présente sur un schéma d'un moule contenant une pièce à la fin de 5 l'étape 1.7 de projection de la mousse en fin de fabrication.Fig. 5 is shown on a diagram of a mold containing a part at the end of step 1.7 of spraying the foam at the end of manufacture.
On peut constater sur cette figure l'aspect irrégulier de la surface de la mousse.One can see in this figure the irregular appearance of the surface of the foam.
Une fois projetée en une ou plusieurs couches, la pièce est laissée au repos afin que la mousse s'expanse et durcissent (étape 1.8), le durcissement de la mousse contribue grandement à la rigidité de la pièce automobile.Once sprayed in one or more layers, the part is left to stand so that the foam expands and hardens (step 1.8), the hardening of the foam contributes greatly to the rigidity of the automotive part.
Étant toujours dans son 10 moule, la pièce ne se déforme pas au cours de cette étape de durcissement.Being still in its mold, the part does not deform during this curing step.
La durée de cette étape varie en fonction de l'épaisseur de la mousse projetée et du nombre de couches réalisées.The duration of this step varies depending on the thickness of the projected foam and the number of layers produced.
L'expérimentation a montré que pour une couche de mousse expansée de 70 millimètres d'épaisseur en moyenne, il est nécessaire d'effectuer au moins deux couches.Experimentation has shown that for a layer of expanded foam 70 millimeters thick on average, it is necessary to carry out at least two layers.
Dans tous les cas, le temps de séchage d'une couche qui vient 15 d'être projetée dépend de son épaisseur.In any case, the drying time of a layer which has just been sprayed depends on its thickness.
Pour améliorer l'aspect de la surface de mousse et notamment en lisser l'épaisseur, le procédé peut comporter une étape d'usinage (étape 1.9) à l'aide d'une fraise portée sur un bras motorisé par exemple, ou avec tout autre moyen, notamment abrasif conçu pour éliminer du matériau en surface.To improve the appearance of the foam surface and in particular to smooth its thickness, the method may include a machining step (step 1.9) using a milling cutter carried on a motorized arm for example, or with any another means, in particular abrasive, designed to remove material from the surface.
Cette étape s'effectue 20 avantageusement lorsque la pièce est encore dans le moule, ou lorsque la pièce une fois extraite est ensuite placée sur un support spécifique.This step is advantageously carried out when the part is still in the mold, or when the part, once extracted, is then placed on a specific support.
Lorsque la mousse est durcie, la pièce est retirée du moule (étape 1.10).When the foam is hardened, the part is removed from the mold (step 1.10).
L'extraction s'effectue de préférence à l'aide de soupapes d'éjection à air comprimé permettant d'exercer une pression uniforme entre le moule et la pièce ainsi produite et 25 ainsi d'éviter des contraintes mécaniques trop importantes.The extraction is preferably carried out using compressed air ejection valves making it possible to exert a uniform pressure between the mold and the part thus produced and thus to avoid excessive mechanical stresses.
Tout autre moyen pour extraire la pièce est aussi possible, par exemple la déformation appropriée du moule à certains endroits pour projeter la pièce rigide à l'extérieur.Any other means for extracting the part is also possible, for example the appropriate deformation of the mold in certain places to project the rigid part to the outside.
Selon un perfectionnement, des inserts peuvent être intégrés à la pièce lors de l'étape 1.7 de projection de mousse.According to an improvement, inserts can be integrated into the part during step 1.7 of foam projection.
Ces inserts sont des tiges en bois, en métal ou en 30 fibres permettant de renforcer la rigidification de la pièce automobile.These inserts are wooden, metal or fiber rods making it possible to reinforce the stiffening of the automobile part.
La Fig. 6 représente un schéma en coupe d'une pièce automobile produite par le 9 procédé selon un exemple de réalisation de l'invention.Fig. 6 shows a sectional diagram of an automobile part produced by the method according to an exemplary embodiment of the invention.
La coupe de la pièce ainsi fabriquée comporte : une peau 10 comprenant une couche de support recouverte d'une peinture, une couche 11 de fibre de verre ou de carbone enduite de résine (optionnel), 5 une couche 12 optionnelle de mousse expansée, obtenue soit par projection, soit à la suite du collage de panneaux de mousse contre le support, une couche 13 de matériau de finition (optionnel), un ou plusieurs inserts 14 pour rigidifier la pièce (optionnel).The cut of the part thus manufactured comprises: a skin 10 comprising a support layer covered with a paint, a layer 11 of fiberglass or carbon coated with resin (optional), an optional layer 12 of expanded foam, obtained either by projection, or following the gluing of foam panels against the support, a layer 13 of finishing material (optional), one or more inserts 14 to stiffen the part (optional).
Les étapes du procédé sont avantageusement mises en oeuvre dans une chaine 10 de fabrication où les éléments (moule, moyen de nettoyage du moule, bras robotisés pour projeter le démoulant, pour enduire le moule et pour pulvériser la mousse, dispositif de soufflage pour accélérer le séchage, dispositif d'extraction et d'usinage de la pièce..) sont placés dans un îlot isolé avec unité de conditionnement du renouvellement d'air.The steps of the process are advantageously implemented in a production line where the elements (mold, mold cleaning means, robotic arms for projecting the release agent, for coating the mold and for spraying the foam, blowing device for accelerating the drying, device for extracting and machining the part, etc.) are placed in an isolated island with an air renewal conditioning unit.
15 Bien que décrits à travers un certain nombre d'exemples de réalisation détaillés, le procédé proposé et les dispositifs correspondants comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme de l'art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention, telle que définie par les revendications qui 20 suivent.Although described through a number of detailed exemplary embodiments, the proposed method and the corresponding devices include different variants, modifications and improvements which will be evident to those skilled in the art, it being understood that these different variants , modifications and improvements are within the scope of the invention as defined by the claims which follow.
De plus, différents aspects et caractéristiques décrits ci-dessus peuvent être mis en oeuvre ensemble, ou séparément, ou bien substitués les uns aux autres, et l'ensemble des différentes combinaisons et sous combinaisons des aspects et caractéristiques font partie de la portée de l'invention.In addition, different aspects and features described above may be implemented together, or separately, or substituted for each other, and all of the different combinations and sub-combinations of aspects and features are within the scope of the 'invention.
Claims (11)
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2018
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