FR3087700A1 - PROCESS FOR PRODUCING A SKIN - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication d'une peau (1), comprenant les étapes suivantes : réalisation d'une couche inférieure (2) par une technique additive, préférentiellement par impression 3D, et moulage d'une couche supérieure (3), directement sur la couche inférieure (2). Process for manufacturing a skin (1), comprising the following steps: production of a lower layer (2) by an additive technique, preferably by 3D printing, and molding of an upper layer (3), directly on the layer lower (2).
Description
Procédé de fabrication d'une peau La présente invention se rapporte à l'habillage et à la réalisation d'une peau, destinée à former un revêtement surfacique de manière à produire une finition décorative et soignée.Method of manufacturing a skin The present invention relates to the dressing and production of a skin, intended to form a surface coating so as to produce a decorative and neat finish.
De telles peaux sont typiquement utilisées dans l'habitat, ou encore dans l'automobile, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur, pour produire une finition protectrice et esthétique.Such skins are typically used in the home, or even in the automobile, both indoors and outdoors, to produce a protective and aesthetic finish.
Dans le domaine de l'habillage décoratif, il est connu de mélanger les matériaux, le plus souvent plastiques afin d'obtenir des effets décoratifs.In the field of decorative covering, it is known practice to mix materials, most often plastic, in order to obtain decorative effects.
Cependant les technologies utilisées pour ces matériaux emploient toutes des moules et la nécessité de démoulage entraîne des contraintes dites de dépouilles qui limitent grandement les possibilités décoratives.However, the technologies used for these materials all employ molds and the need for demoulding entails so-called undercuts constraints which greatly limit the decorative possibilities.
L'invention a pour objet de libérer ces contraintes afin d'élargir les possibilités offertes aux concepteurs de peau.The object of the invention is to release these constraints in order to broaden the possibilities offered to skin designers.
Pour cela l'invention propose un procédé de fabrication d'une peau comprenant les étapes suivantes : réalisation d'une couche inférieure par une technique additive, préférentiellement par impression 3D, et moulage d'une couche supérieure, directement sur la couche inférieure.For this the invention proposes a method of manufacturing a skin comprising the following steps: production of a lower layer by an additive technique, preferably by 3D printing, and molding of an upper layer, directly on the lower layer.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche supérieure est réalisée dans une matière translucide, préférentiellement transparente.According to another characteristic of the invention, the upper layer is made of a translucent material, preferably transparent.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de moulage est réalisée par une technologie basse pression.According to another characteristic of the invention, the molding step is carried out by low pressure technology.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche supérieure présente une surface supérieure sensiblement parallèle au plan d'extension de la peau, préférentiellement lisse.According to another characteristic of the invention, the upper layer has an upper surface substantially parallel to the plane of extension of the skin, preferably smooth.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche inférieure comprend au moins une protubérance comportant au moins une contre-dépouille.According to another characteristic of the invention, the lower layer comprises at least one protuberance comprising at least one undercut.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche inférieure comprend au moins une protubérance comportant au moins une traversée selon au moins un axe sensiblement parallèle au plan d'extension de la peau.According to another characteristic of the invention, the lower layer comprises at least one protuberance comprising at least one passage along at least one axis substantially parallel to the extension plane of the skin.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche inférieure comprend au moins une protubérance présentant au moins une section transversale négligeable devant l'extension longitudinale de la protubérance.According to another characteristic of the invention, the lower layer comprises at least one protuberance having at least one negligible cross section in front of the longitudinal extension of the protuberance.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend encore une étape d'ajout d'une couche substrat sous la couche inférieure.According to another characteristic of the invention, the method further comprises a step of adding a substrate layer under the lower layer.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche substrat comporte des raidisseurs et/ou des moyens de fixation.According to another characteristic of the invention, the substrate layer comprises stiffeners and / or fixing means.
2 L'invention concerne encore une peau obtenue par un tel procédé.The invention also relates to a skin obtained by such a process.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : 5 - la figure 1 est une vue de face d'un mode de réalisation possible d'une couche inférieure, - la figure 2 est une vue de profil de la couche inférieure de la figure 1, - la figure 3 est une vue de face de la couche inférieure de la figure 1 recouverte d'une couche supérieure, 10 - la figure 4 est une vue de face de la peau de la figure 3 associée à un substrat, - la figure 5 est une vue de face d'un autre mode de réalisation possible d'une couche inférieure.Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description given below by way of indication in relation to the drawings in which: FIG. 1 is a front view of an embodiment possible of a lower layer, - figure 2 is a side view of the lower layer of figure 1, - figure 3 is a front view of the lower layer of figure 1 covered with an upper layer, 10 - Figure 4 is a front view of the skin of Figure 3 associated with a substrate, - Figure 5 is a front view of another possible embodiment of a lower layer.
L'invention a pour but de permettre de réaliser une peau en s'affranchissant des contraintes classiquement liées à l'utilisation des matières plastiques de manière 15 industrielle.The object of the invention is to make it possible to produce a skin while freeing itself from the constraints conventionally associated with the use of plastics in an industrial manner.
Ces contraintes comprennent ce que l'on nomme des contraintes de dépouilles qui obligent les pièces moulées à présenter des angles, dit angles de dépouille, strictement positifs, relativement à une direction de démoulage.These constraints include what are called draft stresses which force the molded parts to present angles, called draft angles, which are strictly positive, relative to a direction of release from the mold.
Ces contraintes comprennent encore des contraintes d'épaisseurs minimales afin que le démoulage ne détruise pas des parties trop fragiles.These constraints also include minimum thickness constraints so that demolding does not destroy too fragile parts.
20 Afin de s'affranchir de ces contraintes, le procédé de fabrication d'une peau 1, selon l'invention réalise une couche inférieure 2 sans recourir à une quelconque technique nécessitant un moule.In order to overcome these constraints, the method of manufacturing a skin 1 according to the invention produces a lower layer 2 without resorting to any technique requiring a mold.
Ainsi, puisque ladite couche inférieure 2 ne fait pas l'objet d'un démoulage, elle peut être conformée en oubliant toutes les restrictions contraignantes de l'art antérieur, libérant ainsi l'imagination des concepteurs.Thus, since said lower layer 2 is not subject to release from the mold, it can be shaped while forgetting all the restrictive restrictions of the prior art, thus freeing the imagination of designers.
Les figures 25 1, 5 montrent deux exemples parmi des possibilités quasiment infinies.Figures 1, 5 show two examples among almost endless possibilities.
Sur ces figures 1, 5 la peau 1 est présentée en vue sectionnelle de face.In these figures 1, 5 the skin 1 is presented in sectional front view.
Le plan d'extension de la peau 1 est horizontal dans le plan des figures 1, 5.The extension plane of the skin 1 is horizontal in the plane of Figures 1, 5.
Afin de ne pas recourir à un démoulage, ladite couche inférieure est réalisée par une technique additive.In order not to resort to demoulding, said lower layer is produced by an additive technique.
Une telle technique additive peut être quelconque.Such an additive technique can be of any kind.
Il est ainsi possible de réaliser la couche inférieure 2 en déposant, 30 en collant, ou en projetant, à l'instar d'un crépi, des composants, tels des nodules ou des protubérances 21, sur un support apte à les accueillir.It is thus possible to produce the lower layer 2 by depositing, gluing or projecting, like a plaster, components, such as nodules or protuberances 21, on a support suitable for receiving them.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la couche inférieure 2 peut encore être réalisée par impression 3D.According to a preferred embodiment, the lower layer 2 can also be produced by 3D printing.
La couche inférieure 2, ainsi libérée des contraintes de l'art antérieur des techniques de plasturgie, permet de réaliser de nouveaux motifs inédits, 35 offrant des effets optiques originaux et porte ainsi la majeure partie de la fonction décorative de la peau 1.The lower layer 2, thus freed from the constraints of the prior art of plastic processing techniques, makes it possible to produce new, original patterns, offering original optical effects and thus carries most of the decorative function of the skin 1.
3 Cette libération peut conduire à des formes insoupçonnées et notamment à des protubérances 21 qui, selon leur forme et/ou leur mode de réalisation, peuvent présenter des fragilités et bénéficient avantageusement d'une protection afin d'augmenter leur durabilité.3 This release can lead to unsuspected shapes and in particular to protrusions 21 which, depending on their shape and / or their embodiment, may exhibit weaknesses and advantageously benefit from protection in order to increase their durability.
A cette fin, une couche supérieure 3 est réalisée, au cours d'une deuxième 5 étape, préférentiellement par moulage, directement sur la couche inférieure 2.To this end, an upper layer 3 is produced, during a second step, preferably by molding, directly on the lower layer 2.
La couche inférieure 2 est avantageusement utilisée comme (paroi d'un) moule pour la réalisation de la couche supérieure 3.The lower layer 2 is advantageously used as (wall of a) mold for producing the upper layer 3.
La couche supérieure 3 a ainsi une fonction principalement de protection.The upper layer 3 thus has a mainly protective function.
La figure 3 illustre une couche supérieure 3 déposée au-dessus d'une couche inférieure 2.FIG. 3 illustrates an upper layer 3 deposited on top of a lower layer 2.
10 Les termes « inférieure » et « supérieure » caractérisent les couches relativement l'une à l'autre.The terms "lower" and "upper" characterize the layers relative to each other.
Il faut comprendre par couche inférieure la couche la plus proche d'un support, tandis que la couche supérieure est la couche de finition, plus proche de l'extérieur.The bottom layer should be understood as the layer closest to a support, while the top layer is the topcoat, closer to the outside.
La couche supérieure est plus proche de la face visible de la peau que la couche inférieure.The top layer is closer to the visible side of the skin than the bottom layer.
Ces termes ne présupposent nullement d'une hauteur relative des 15 couches : dans un montage d'une peau au plafond, la couche inférieure se trouverait au- dessus et la couche supérieure se trouverait en-dessous.These terms in no way presuppose a relative height of the 15 layers: in a skin to ceiling mounting, the lower layer would be above and the upper layer would be below.
Avantageusement, afin que les effets décoratifs produits par les formes de la couche inférieure 2 soient visibles depuis l'extérieur, la couche supérieure 3 est réalisée dans une matière translucide, préférentiellement transparente.Advantageously, so that the decorative effects produced by the shapes of the lower layer 2 are visible from the outside, the upper layer 3 is made of a translucent material, preferably transparent.
Une matière transparente 20 favorise l'expression décorative directe de la couche inférieure 2.A transparent material 20 promotes the direct decorative expression of the lower layer 2.
Une matière plus ou moins translucide, complète l'effet décoratif par un ou plusieurs effet(s) de « flou » dans lesquels la couche supérieure 3 participe de l'effet décoratif.A more or less translucent material completes the decorative effect by one or more “blur” effect (s) in which the upper layer 3 participates in the decorative effect.
De même, la couche inférieure 2 peut aussi être réalisée, au moins partiellement, dans une matière translucide, préférentiellement transparente.Likewise, the lower layer 2 can also be made, at least partially, in a translucent material, preferably transparent.
Ceci permet 25 avantageusement de réaliser un retro éclairage.This advantageously makes it possible to provide backlighting.
Un tel matériau est avantageusement du PC, du PMMA, du TPU, du polyester, du vinylester, de l'epoxy, du polyuréthane, du silicone, de la résine ou tout autre matériau thermoplastique transparent/translucide apte à être moulé.Such a material is advantageously PC, PMMA, TPU, polyester, vinyl ester, epoxy, polyurethane, silicone, resin or any other transparent / translucent thermoplastic material suitable for being molded.
La technologie de moulage peut être toute technologie apte à réaliser un tel 30 surmoulage.The molding technology can be any technology capable of carrying out such an overmolding.
Il peut être cité : injection haute pression, surmoulage résine basse pression, etc...It can be cited: high pressure injection, low pressure resin overmolding, etc ...
Cependant, et particulièrement si la couche inférieure 2 comprend des motifs fragiles ou peu ou pas fixés, il est préféré une technologie basse pression, en ce qu'elle est moins vulnérante pour la couche inférieure 2.However, and particularly if the lower layer 2 comprises patterns that are fragile or have little or no fixed, low pressure technology is preferred, in that it is less damaging to the lower layer 2.
Une technologie basse pression peut 35 être, par exemple, RTM (moulage par transfert de résine : « resin transfert molding » en anglais) ou RIM (moulage par injection réaction : « reaction injection molding » en 4 anglais).Low pressure technology can be, for example, RTM (resin transfer molding) or RIM (reaction injection molding).
Dans le cas d'une technologie basse pression les matériaux sont préférentiellement : polyester, vinylester, epoxy, polyuréthane, silicone ou résine.In the case of low pressure technology, the materials are preferably: polyester, vinyl ester, epoxy, polyurethane, silicone or resin.
Avantageusement, la couche supérieure 3 présente une épaisseur et une matière apte à former une protection efficace de la couche inférieure contre les agressions de 5 toutes natures pouvant être rencontrées parmi par exemple : choc, frottement, usure, chimique, solaire...Advantageously, the upper layer 3 has a thickness and a material capable of forming an effective protection of the lower layer against attacks of all kinds that may be encountered among, for example: impact, friction, wear, chemical, solar, etc.
L'épaisseur de la couche supérieure 3 est avantageusement au moins égale à l'épaisseur de la couche inférieure 2, de manière à noyer la couche inférieure 2 entièrement dans la couche protectrice que constitue la couche supérieure 3.The thickness of the upper layer 3 is advantageously at least equal to the thickness of the lower layer 2, so as to embed the lower layer 2 entirely in the protective layer that constitutes the upper layer 3.
La 10 surépaisseur est avantageusement comprise entre 0 et quelques millimètres.The extra thickness is advantageously between 0 and a few millimeters.
Selon un mode de réalisation l'épaisseur de la couche supérieure 3 peut encore être inférieure à l'épaisseur de la couche inférieure 2, de telle manière à laisser dépasser, au moins partiellement les extrémités de protubérances 21.According to one embodiment, the thickness of the upper layer 3 may still be less than the thickness of the lower layer 2, so as to allow the ends of protuberances 21 to protrude at least partially.
Selon une autre caractéristique, la surface supérieure 31 de la couche supérieure 15 3 est sensiblement parallèle au plan d'extension de la peau 1.According to another characteristic, the upper surface 31 of the upper layer 15 3 is substantially parallel to the extension plane of the skin 1.
Sa finition peut être quelconque.Its finish can be any.
Ainsi la surface supérieure 31 peut participer à la fonction décorative en ce qu'elle présente un grain afin de conférer un toucher particulier, une finition mate ou brillante, etc.Thus the upper surface 31 can participate in the decorative function in that it has a grain in order to impart a particular feel, a matt or glossy finish, etc.
Selon un mode de réalisation préférentiel, cette surface supérieure est lisse.According to a preferred embodiment, this upper surface is smooth.
Si le mode de réalisation de la couche inférieure 2, libère ses possibilités en 20 termes de formes, il libère aussi ses possibilités en termes de matériau utilisable.While the embodiment of the lower layer 2 frees up its possibilities in terms of shapes, it also frees up its possibilities in terms of usable material.
Selon un mode de réalisation par dépôt, par collage ou par projection il est quasiment possible d'utiliser tout type de matériau, y compris des matériaux tels que bois, métaux, etc. et y compris en les mélangeant au sein d'une même peau 1.According to one embodiment by deposition, gluing or projection, it is almost possible to use any type of material, including materials such as wood, metals, etc. and including by mixing them within the same skin 1.
Dans le cas où l'impression 3D est retenue, cette option limite aux matériaux aptes à être imprimés, mais offre cependant 25 un choix nettement plus large que celui offert par la plasturgie.In the case where 3D printing is chosen, this option limits the materials suitable for printing, but nevertheless offers a much wider choice than that offered by the plastics industry.
Il est possible d'inclure dans la couche inférieure 2 des matériaux métalliques.It is possible to include in the lower layer 2 metallic materials.
Il est possible d'inclure dans la couche inférieure 2 des matériaux transparents et/ou translucides.It is possible to include in the lower layer 2 transparent and / or translucent materials.
Telle qu'illustrée aux figures 1, 2, 5 la couche inférieure 2 comprend au moins une 30 protubérance 21 comportant au moins une contre-dépouille 22.As illustrated in Figures 1, 2, 5 the lower layer 2 comprises at least one protuberance 21 having at least one undercut 22.
Puisque la couche inférieure 2 n'a pas à être démoulée, il est possible de conformer une protubérance 21 dans la couche inférieure 2 avec au moins une contre-dépouille 22, soit un angle négatif relativement à la normale à la peau 1.Since the lower layer 2 does not have to be demolded, it is possible to shape a protuberance 21 in the lower layer 2 with at least one undercut 22, i.e. a negative angle relative to the normal to the skin 1.
Telle qu'illustrée aux figures 1, 2 la couche inférieure 2 comprend au moins une 35 protubérance 21 comportant au moins une traversée 23 selon au moins un axe sensiblement parallèle au plan d'extension de la peau 1.As illustrated in FIGS. 1, 2, the lower layer 2 comprises at least one protuberance 21 comprising at least one passage 23 along at least one axis substantially parallel to the extension plane of the skin 1.
Une telle traversée 23 peut être 5 réalisée à des fins décoratives, en ce qu'elle permet le passage de la lumière et permet ainsi de varier les réflexions.Such a passage 23 can be made for decorative purposes, in that it allows the passage of light and thus allows the reflections to be varied.
De manière alternative ou complémentaire, une telle traversée 23 peut encore être réalisée afin de faciliter l'écoulement des matières lors du moulage de la couche supérieure 3 et ainsi faciliter le remplissage et/ou au contraire 5 faciliter la sortie de l'air et ainsi éviter la formation de bulles.Alternatively or complementarily, such a feed-through 23 can also be produced in order to facilitate the flow of materials during the molding of the upper layer 3 and thus facilitate filling and / or on the contrary 5 facilitate the exit of air and thus avoid the formation of bubbles.
Telle qu'illustrée aux figures 1, 2, 5 la couche inférieure 2 comprend au moins une protubérance 21 présentant au moins une section transversale 24 négligeable devant l'extension longitudinale 25 de la protubérance 21.As illustrated in Figures 1, 2, 5 the lower layer 2 comprises at least one protuberance 21 having at least one negligible cross section 24 in front of the longitudinal extension 25 of the protuberance 21.
On entend par section longitudinale une section coupée par un plan aligné sur la direction principale d'extension de la 10 protubérance 21, soit sensiblement selon normal au plan des couches 2, 3.The term “longitudinal section” is understood to mean a section cut by a plane aligned with the main direction of extension of the protuberance 21, ie substantially along normal to the plane of the layers 2, 3.
On entend par section transversale une section coupée par un plan sécant à la direction principale d'extension de la protubérance 21, soit sensiblement parallèle au plan des couches 2, 3.By cross section is meant a section cut by a plane secant to the main direction of extension of the protuberance 21, that is to say substantially parallel to the plane of the layers 2, 3.
On entend par négligeable ici un rapport, section longitudinale / section transversale, au moins égal à 5.By negligible is meant here a ratio, longitudinal section / transverse section, at least equal to 5.
Ceci ne serait pas possible avec une technologie de moulage, en ce que 15 le démoulage risquerait d'arracher la protubérance 21, y compris en l'absence de contre- dépouille.This would not be possible with molding technology, in that the release would risk tearing off the protuberance 21, even in the absence of an undercut.
La hauteur d'une protubérance 21 relativement à la surface de base de la couche inférieure 2 est typiquement comprise entre 0 et quelques millimètres, jusqu'à 10 mm, en fonction des effets esthétiques recherchés.The height of a protuberance 21 relative to the base surface of the lower layer 2 is typically between 0 and a few millimeters, up to 10 mm, depending on the aesthetic effects sought.
20 Il est possible d'utiliser une peau 1 comprenant uniquement une couche inférieure 2 et une couche supérieure 3, par exemple en la fixant par tout moyen, par exemple par collage, sur un support préférentiellement rigide, tel une planche de bord ou une carrosserie.It is possible to use a skin 1 comprising only a lower layer 2 and an upper layer 3, for example by fixing it by any means, for example by gluing, on a preferably rigid support, such as a dashboard or a bodywork. .
La technologie additive et particulièrement l'impression 3D est une technologie 25 coûteuse.Additive technology and particularly 3D printing is an expensive technology.
Aussi, ceci conduit naturellement à limiter l'épaisseur de la couche inférieure 2.Also, this naturally leads to limiting the thickness of the lower layer 2.
De même pour obtenir de bonnes caractéristiques optiques il est souhaitable que l'épaisseur de la couche supérieure 3 reste faible.Likewise, in order to obtain good optical characteristics, it is desirable for the thickness of the upper layer 3 to remain low.
Aussi l'ensemble comprenant une couche inférieure 2 et une couche supérieure 3 peut souffrir, pour certaines applications, d'un manque de rigidité ou d'un manque de moyens de fixation.Also the assembly comprising a lower layer 2 and an upper layer 3 may suffer, for certain applications, from a lack of rigidity or a lack of fixing means.
30 Aussi, selon une autre caractéristique, il est possible, tel qu'illustré à la figure 4, d'ajouter une couche substrat 4 sous la couche inférieure 2.Also, according to another characteristic, it is possible, as illustrated in FIG. 4, to add a substrate layer 4 under the lower layer 2.
Une telle couche substrat 4 peut être assemblée sous la couche inférieure 3 par tout moyen.Such a substrate layer 4 can be assembled under the lower layer 3 by any means.
A titre d'exemple on peut citer collage, ou encore surmoulage.By way of example, mention may be made of bonding, or even overmolding.
On entend par « sous » une disposition, relativement à la couche inférieure 2, opposée à la couche supérieure 3.The term “under” is understood to mean an arrangement, relative to the lower layer 2, opposite to the upper layer 3.
35 Avantageusement la couche substrat 4 peut accueillir des raidisseurs 41 et/ou des moyens de fixation 42.Advantageously, the substrate layer 4 can receive stiffeners 41 and / or fixing means 42.
Les raidisseurs 41 sont typiquement des inclusions de matériau 6 rigide ou encore des surépaisseurs, rapportées ou réalisées de matière, avec la couche substrat 4.The stiffeners 41 are typically inclusions of rigid material 6 or even extra thicknesses, added or made of material, with the substrate layer 4.
Les moyens de fixations 42 sont typiquement des inclusions (vis, douille filetée, ...) ou encore des surépaisseurs, rapportées ou réalisées de matière, avec la couche substrat 4, aptes à permettre une reprise de fixation.The fixing means 42 are typically inclusions (screws, threaded bush, etc.) or even extra thicknesses, added or made of material, with the substrate layer 4, capable of allowing the fixing to be taken up again.
5 L'invention concerne encore une peau 1 obtenue par l'un quelconque des procédés décrits dans la présente.The invention further relates to a skin 1 obtained by any of the methods described herein.
Cette peau peut être utilisée dans toute application décorative en tout lieu, tel un intérieur ou un extérieur de véhicule automobile, pour réaliser par exemple un insert décoratif dans une planche de bord,This skin can be used in any decorative application anywhere, such as an interior or exterior of a motor vehicle, for example to produce a decorative insert in a dashboard,
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