WO2012080082A1 - Agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques destinées à être assemblées par soudage laser - Google Patents

Agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques destinées à être assemblées par soudage laser Download PDF

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WO2012080082A1
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welding
laser beam
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Jean-Gilles Kerbiguet
Herve Guermeur
Lucio Tirado
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Renault S.A.S.
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    • B29L2031/3005—Body finishings
    • B29L2031/3014—Door linings

Definitions

  • thermoplastic materials Two-piece arrangement of thermoplastic materials to be assembled by laser welding
  • the invention relates to an arrangement of two pieces of thermoplastic materials, intended to be assembled by a laser welding process by transparency, a first piece transparent to a laser beam being positioned on a second absorbent part to the laser beam.
  • the object of the invention is to remedy all of the aforementioned drawbacks and to provide an arrangement of two parts made of thermoplastic materials, which can be associated with any type of laser welding process, while being simple to design and inexpensive.
  • the object of the invention is characterized, more particularly, by the fact that the two parts comprise a welding interface of predetermined width, so as to allow the clamping of the two parts against each other. without interfering with the passage of the laser beam, and whose section is predetermined according to the characteristics of the materials of the parts to be assembled.
  • Such a welding interface with such a predetermined width and such a section makes it possible in particular to have an arrangement offering optimum clamping for perfect docking of the two parts against each other in order to facilitate and optimize the maximum associated laser welding process.
  • Said section of the welding interface may be a function of the amount of glass fibers loading the material of the upper part.
  • Said width of the welding interface may be substantially equal to the sum of the width of at least one first clamping zone, intended for the positioning of clamping means of the two parts against each other, and the width of a second welding zone, intended for the passage of the laser beam.
  • thermoplastic materials may have an extra thickness at said welding interface.
  • Said excess thickness may be formed on said lower part and may have predetermined dimensions depending on the characteristics of the material of said upper part.
  • Said excess thickness may be formed on said upper part and may have predetermined dimensions depending on the characteristics of the material of said upper part.
  • Said excess thickness may have a width substantially identical to the width of said welding interface.
  • Said upper part may comprise a predetermined section with radiated angles substantially delimiting the width of the welding interface.
  • thermoplastic material may be a part of appearance.
  • FIG. 1 schematically represents a partial view of a first particular embodiment of an arrangement of two parts made of thermoplastic materials according to the invention, illustrating the assembly of the two parts at a zone called "rabbet" of the arrangement.
  • Figures 2 to 4 each schematically show a partial view of alternative embodiments of the arrangement according to Figure 1.
  • FIG. 5 schematically represents a partial view of another particular embodiment of an arrangement of two pieces made of thermoplastic materials according to the invention, illustrating the assembly of the two parts at the level of a so-called "full skin” zone of the arrangement.
  • the arrangement 10 according to the invention is an arrangement of two parts 1 1, 12 in superimposed thermoplastic materials, namely an upper part 1 1 placed on a lower part 12, each having dimensions and predetermined shapes. More particularly, the arrangement 10 according to the invention is an arrangement of two parts 1 1, 12 made of thermoplastic materials intended to be welded by a laser welding process by transparency, the first upper part 1 1 being a piece transparent to a beam laser F and the second lower part 12 being an absorbent part with the laser beam F.
  • the two parts 1 1, 12 of thermoplastic materials comprise a common welding interface 13, intended to be welded, that is to say that at least a portion of the lower surface 1 1 a of the upper part 1 1 is in contact against at least a portion of the upper surface 12a of the lower part 12 ( Figure 1).
  • the welding interface 13 has a predetermined width L1, so as to allow the clamping of the two parts 1 1, 12 against each other without interfering with the passage of the laser beam F.
  • the welding interface 13 also presents a predetermined section S according to the characteristics of the materials of the parts 1 1, 12 to be assembled, in particular according to the transparency of the upper part, for example according to the quantity of glass fibers loading the material, depending on the behavior and the weldability of the two parts 1 1, 12, depending if the lower part 12 is a part of appearance or not, etc.
  • welding interface 13 By welding interface 13, or welding track, it is necessary to understand here the contact interface between the two parts 1 1, 12, namely all the zones corresponding to the accosted parts of the two parts 1 1, 12 intended to be welded. That is to say, in the case of an element of a motor vehicle for example of the type side door or trunk door, it corresponds substantially to the edges, or the contour, parts 1 1, 12, or zones said “rabbet”, as shown in Figures 1 to 4, but also to the parts in contact with the two parts 1 1, 12 located further inwards or the center of the parts 1 1, 12, or so-called “full skin” areas , as shown in Figure 5. Such areas called “rabbet” are generally quite limited and therefore quite constrained, while the so-called “full skin” zones are usually so less.
  • the welding interface 13 preferably comprises no defect of the type marking or surface defect and no under-thickness, of the type resulting from the borrows of mold ejectors.
  • the welding interface 13 between the parts 1 1, 12, namely all the zones to be welded ("rabbet" and / or "full skin") corresponding to the passage of the laser beam F, must be as smooth as possible, without surface defects, hollow or humped.
  • the upper part 1 1 is not a part of appearance, while the lower part 12 is an aspect room.
  • the welding interface 13 has a predetermined width L1, so that such an arrangement 10 can cooperate with any type of clamping means, necessary to maintain a good approach of the two parts 1 1, 12 against each other during the associated laser welding process, without interfering with the space required for the passage of the laser beam F.
  • the said space required for the passage of the laser beam is also referred to as the welding zone 14 and the said clamping means are schematically represented by a shaded area, or clamping zone 15, which corresponds substantially to the space required for all type of clamping means, for example screw type, pad, foot, clamp, etc.
  • the width of the welding zone 14, or welding track is calculated so as to be necessary and sufficient to make it possible to guarantee the approach of the two parts 1 1, 12 against each other at the level of the clamping zone 15 and to ensure the passage of the laser beam F, namely according to the weld bead desired for the assembly of the two parts 1 1, 12.
  • the width L1 of the welding interface 13 is substantially equal to the sum of the width L2 of the clamping zone 15 and the width L3 of the welding zone 14.
  • the width L 1 of the welding interface 13 is of the order of 18 mm
  • the clamping zone 15 has a width L 2 of the order of 6 mm
  • the width L 3 of the zone welding 14 is of the order of 12mm.
  • the upper part 1 1 and the lower part 12 are not appearance parts.
  • the predetermined section S of the arrangement 10 according to the invention differs from the previous one (FIG. 1) by the lower part 12, which has an excess thickness 16, with predetermined dimensions conditioned in particular by the nature and characteristics materials of the upper part 1 1 and the lower part 12.
  • the overthickness 16 is intended in particular to allow play clearance, for a good geometric reference of the two parts 1 1 and 12 and a good docking parts 1 1 and 12 on each other.
  • Such an allowance 16 thus makes it possible to ensure the docking of the two parts 1 1, 12 against each other at the level of the welding interface 13 and prevents any interference on the periphery of the areas to be welded, while guaranteeing an optimum weld quality.
  • the excess thickness 16 has a width L4, for example, substantially identical to the width of the welding interface
  • Such an extra thickness 16 has, for example, a thickness e1 of the order of 1 mm minimum.
  • the value of the thickness e1 of the overthickness 16 is not limited, whereas, if the lower part 12 is a piece in appearance, the value e1 of the excess thickness 16 is limited by the constraints of the molding of the part, in particular the base thickness of the material, etc.
  • the upper part 1 1 is not a part of appearance, while the lower part 12 is a part of appearance.
  • the predetermined section S of the arrangement 10 according to the invention differs from the previous ones (FIGS. 1 and 2) by the upper part 1 1, which has an excess thickness 17, with predetermined dimensions conditioned in particular by the nature and the characteristics of the materials of the upper part 1 1 and the lower part 12.
  • the extra thickness 17 is intended in particular to allow a clearance clearance, for good geometric reference of the two parts 1 1 and 12 and a good docking parts 1 1 and 12 one on the other.
  • Such an allowance 1 7 thus makes it possible to guarantee the docking of the two parts 1 1,
  • the material of the upper part 1 1 is highly transparent, for example weakly filled with glass fibers.
  • the excess thickness 17 may therefore have a predetermined thickness, within the limit of acceptable transparency for the laser beam F and in order to guarantee welding by the associated laser welding process.
  • the excess thickness 17 has a width L5, preferably substantially identical to the width of the welding interface 13. Moreover, the extra thickness 17 has, for example, a thickness e2 of the order of 1 mm minimum. In general, the more transparent the material of the upper part 1 1 is, the greater the thickness e 2 of the excess thickness 17 may be, always within the limit of acceptable transparency for the laser beam F and in order to guarantee the welding by the associated laser welding process.
  • the thickness e of the excess thickness 16, 17 provided on one of the parts 1 1, 12, according to the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, is therefore predetermined within the transparency limits of the material of FIG. the upper part 1 1, absorption of the lower part 12, the feasibility of welding the two parts 1 1, 12 and benefits, including quality of the desired product.
  • the upper part 1 1 is not a part of appearance, while the lower part 12 is a part of appearance. More particularly, the upper part 1 1 is made of a weakly transparent material, for example highly filled with glass fibers, and therefore does not accept excess thickness, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the section S predetermined of the arrangement 10 according to the invention is also different from the previous ( Figures 1 to 3) by the upper part 1 1. In order to be able to make up play and to guarantee a good approach of the two parts 1 1 and 12 against each other, as indicated previously for FIGS.
  • the arrangement 10 according to the invention differs from the embodiments 1 to 4, in particular by the predetermined width L1 of the welding interface 13.
  • a width L1 is chosen in particular so that such an arrangement can cooperate with any type of printing means. clamping, necessary to maintain a good docking of the two parts 1 1, 12 against each other during the associated laser welding process, without interfering on the space required for the passage of the laser beam F.
  • the width L1 of the welding interface 13 corresponds substantially to the sum of the width L3 of the welding zone 14, necessary for the passage of the laser beam for good weldability, and the width L2 of two clamping zones. 15, located on either side of the welding zone 14, corresponding to zones reserved for the necessary clamping means, able to be positioned on either side of the welding zone.
  • the width L1 of the welding interface 13 is substantially equal to the sum of the width L2 of all the clamping zones 15 and the width L3 of the welding zone 14.
  • the length L1 of the welding interface 13 is of the order of 24 mm, with a length L2 of each clamping zone 15 of the order of 6 mm each and a length L3. of the welding zone 14 of the order of 12mm.
  • the upper part 1 1 and the lower part 12 are not appearance parts.
  • the lower part 12 has an extra thickness 16 adapted to play the role of play catching, so as, as previously ( Figure 2), to ensure a good docking of the two parts 1 1 and 12 against each other and to optimize the welding of the associated laser welding process.
  • the arrangement 10 according to the invention may comprise an excess thickness 17 on the upper part 1 1 or radiated corners 18 on the upper part 1 1 or may not include extra thickness, as in the variants shown in Figures 1 to 4 for areas called "rebate”.
  • the two parts 1 1, 12 intended to be welded are made of thermoplastic materials, for example polypropylene.
  • the parts 1 1, 12 to be assembled can be made of any thermoplastic material, for example polyamide, as long as the material chosen has optimum characteristics in terms of strength, cost, recycling and good suitability.
  • laser welding for example transparency, etc.
  • the transparent upper part 1 1 may be a piece of polymer material more or less filled with glass fibers and the lower part 12 of thermoplastic material may be a part of appearance, according to the required configuration of the arrangement 10 according to the invention.
  • the arrangement 10 has the main advantage of allowing optimal clamping on the upper surface of the upper part 1 1, without interfering with the passage of the laser beam F, so as to allow an optimal laser welding assembly process.
  • the invention is not limited to the various embodiments described above.
  • the shape and dimensions of the welding interface 13 of the arrangement 10 are nonlimiting and depend in particular on the size of the parts 1 1, 12 of thermoplastic materials to be welded. More particularly, the width L1 of the welding interface 13 may be different, as long as the width L1 of the welding interface 13 is substantially equal to the sum of the width L2 of each clamping zone 15 and the width L3 of the welding zone 14.
  • the thicknesses e1, e2 of the extra thicknesses 16, 17 may be different, as long as they take into account the material constraints (transparency, etc.) of the upper parts 1 1 and lower 12 for the feasibility of the welding and as long as they allow a good approach of the parts 1 1, 12 against each other, to ensure a zero clearance at the welding interface 13, to ensure an optimal laser welding assembly process.
  • Such an arrangement 10 according to the invention applies more particularly to the embodiment of a constituent element of a motor vehicle, for example of the opening type of the vehicle (side door or trunk door).
  • such an arrangement 10 can be applied to any element of the motor vehicle intended to be made of thermoplastic materials.

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Abstract

L'agencement (10) selon l'invention de deux pièces (11, 12) en matériaux thermoplastiques, destinées à être assemblées par un procédé de soudage laser par transparence, une première pièce (11) transparente à un faisceau laser (F) étant positionnée sur une seconde pièce (12) absorbante au faisceau laser (F), est caractérisé en ce que les deux pièces (11, 12) comportent une interface de soudage (13) de largeur (L1) prédéterminée, de sorte à permettre le bridage des deux pièces (11, 12) l'une contre l'autre sans interférer sur le passage du faisceau laser (F), et dont la section (S) est prédéterminée selon les caractéristiques des matériaux des pièces (11, 12) à assembler. Ladite largeur (L1) de l'interface de soudage (13) est sensiblement égale à la somme de la largeur (L2) d'une zone de bridage (15) et de la largeur (L3) d'une zone de soudage (14).

Description

Agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques destinées à être assemblées par soudage laser
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne un agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques, destinées à être assemblées par un procédé de soudage laser par transparence, une première pièce transparente à un faisceau laser étant positionnée sur une seconde pièce absorbante au faisceau laser.
Etat de la technique
Il est apparu ces dernières années une demande importante de réduction du poids et du coût des pièces, notamment dans le domaine des composants ou éléments pour l'industrie automobile. Plus particulièrement pour la réalisation d'un véhicule automobile, de nombreuses pièces en tôle sont nécessaires, lesdites pièces en tôle présentant des formes plus ou moins complexes, pour lesquelles il est nécessaire de prévoir des procédés d'assemblage complexes. Ainsi, il a été proposé d'utiliser des pièces en matériaux thermoplastiques, afin de réduire à la fois le poids de la pièce, mais aussi son coût. En parallèle, il a été proposé des améliorations aux procédés d'assemblage existants, en vu de les adapter à l'assemblage de pièces en matériaux thermoplastiques.
Toutefois, avec de tels nouveaux procédés d'assemblage, un problème rencontré réside dans la nature et la forme des pièces à assembler, l'une et/ou l'autre étant souvent une pièce d'aspect, par exemple du type garniture intérieure de porte, qu'il ne faut absolument pas dégrader visuellement, et l'une et/ou l'autre présentant des formes et dimensions s'avérant souvent incompatibles avec de tels procédés d'assemblage.
Objet de l'invention
L'invention a pour but de remédier à l'ensemble des inconvénients précités et a pour objet la réalisation d'un agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques, qui puisse être associé à tout type de procédé de soudage laser, tout en étant simple de conception et peu coûteux.
L'objet de l'invention est caractérisé, plus particulièrement, par le fait que l es deux p ièces com po rtent u ne interface de soudage de largeur prédéterminée, de sorte à permettre le bridage des deux pièces l'une contre l'autre sans interférer sur le passage du faisceau laser, et dont la section est prédéterminée selon les caractéristiques des matériaux des pièces à assembler.
Une telle interface de soudage avec une telle largeur et une telle section prédéterminées permet notamment d'avoir un agencement offrant un bridage optimal pour un accostage parfait des deux pièces l'une contre l'autre en vue de faciliter et d'optimiser au maximum le procédé de soudage laser associé.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention peuvent être considérées isolément ou en combinaison :
- Ladite section de l'interface de soudage peut être fonction de la quantité de fibres de verre chargeant le matériau de la pièce supérieure.
- Ladite largeur de l'interface de soudage peut être sensiblement égale à la somme de la largeur d'au moins une première zone de bridage, destinée au positionnement de moyens de bridage des deux pièces l'une contre l'autre, et de la largeur d'une seconde zone de soudage, destinée au passage du faisceau laser.
- Une des deux pièces en matériaux thermoplastiques peut comporter une surépaisseur au niveau de ladite interface de soudage.
- Ladite surépaisseur peut être formée sur ladite pièce inférieure et peut avoir des dimensions prédéterminées dépendantes des caractéristiques du matériau de ladite pièce supérieure.
- Ladite surépaisseur peut être formée sur ladite pièce supérieure et peut avoir des dimensions prédéterminées dépendantes des caractéristiques du matériau de ladite pièce supérieure.
- Ladite surépaisseur peut avoir une largeur sensiblement identique à la largeur de ladite interface de soudage.
- Ladite pièce supérieure peut comporter une section prédéterminée avec des angles rayonnés, délimitant sensiblement la largeur de l'interface de soudage.
- Ladite pièce inférieure en matériau thermoplastique peut être une pièce d'aspect.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une vue partielle d'un premier mode particulier de réalisation d'un agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques selon l'invention, illustrant l'assemblage des deux pièces au niveau d'une zone dite « feuillure » de l'agencement. Les figures 2 à 4 représentent chacune schématiquement une vue partielle de variantes de réalisation de l'agencement selon la figure 1 .
La figure 5 représente schématiquement une vue partielle d'un autre mode particulier de réalisation d'un agencement de deux pièces en matériaux thermoplastiques selon l'invention, illustrant l'assemblage des deux pièces au niveau d'une zone dite « pleine peau » de l'agencement.
Description de modes particuliers de réalisation
En référence aux figures 1 à 5, l'agencement 10 selon l'invention est un agencement de deux pièces 1 1 , 12 en matériaux thermoplastiques superposées, à savoir une pièce supérieure 1 1 posée sur une pièce inférieure 12, et présentant chacune des dimensions et des formes prédéterminées. Plus particulièrement, l'agencement 10 selon l'invention est un agencement de deux pièces 1 1 , 12 en matériaux thermoplastiques destinées à être soudées par un procédé de soudage laser par transparence, la première pièce supérieure 1 1 étant une pièce transparente à un faisceau laser F et la seconde pièce inférieure 12 étant une pièce absorbante au faisceau laser F.
Selon l'invention, les deux pièces 1 1 , 12 en matériaux thermoplastiques comportent une interface de soudage 13 commune, destinée à être soudée, c'est-à-dire qu'au moins une partie de la surface inférieure 1 1 a de la pièce supérieure 1 1 est en contact contre au moins une partie de la surface supérieure 12a de la pièce inférieure 12 (figure 1 ). L'interface de soudage 13 a une largeur L1 prédéterminée, de sorte à permettre le bridage des deux pièces 1 1 , 12 l'une contre l'autre sans interférer sur le passage du faisceau laser F. L'interface de soudage 13 présente également une section S prédéterminée selon les caractéristiques des matériaux des pièces 1 1 , 12 à assembler, notamment selon la transparence de la pièce supérieure, par exemple selon la quantité de fibres de verre chargeant le matériau, selon le comportement et la soudabilité des deux pièces 1 1 , 12, selon si la pièce inférieure 12 est une pièce d'aspect ou non, etc.
Par interface de soudage 13, ou piste de soudage, il faut comprendre ici l'interface de contact entre les deux pièces 1 1 , 12, à savoir l'ensemble des zones correspondant aux parties accostées des deux pièces 1 1 , 12 destinées à être soudées. C'est-à-dire, dans le cas d'un élément d'un véhicule automobile par exemple du type porte latérale ou porte de coffre, cela correspond sensiblement aux bords, ou au contour, des pièces 1 1 , 12, ou zones dites « feuillure », comme représentées sur les figures 1 à 4, mais également aux parties en contact des deux pièces 1 1 , 12 situées plus vers l'intérieur ou le centre des pièces 1 1 , 12, ou zones dites « pleine peau », comme représentées sur la figure 5. De telles zones dites « feuillure » sont généralement assez limitées et donc assez contraintes, tandis que les zones dites « pleine peau » le sont généralement moins.
Par ailleurs, l'interface de soudage 13 comporte, de préférence, aucun défaut du type marquage ou défaut de surface et aucune sous-épaisseur, du type résultant des empruntes d'éjecteurs de moules. D'une façon générale, l'interface de soudage 13 entre les pièces 1 1 , 12, à savoir l'ensemble des zones à souder (« feuillure » et/ou « pleine peau »), correspondant au passage du faisceau laser F, doit être le plus lisse possible, sans défaut de surface ni en creux ni en bosse.
Dans le premier mode particulier de réalisation représenté sur la figure 1 , illustrant une zone dite « feuillure » des deux pièces 1 1 , 12 à assembler, la pièce supérieure 1 1 n'est pas une pièce d'aspect, tandis que la pièce inférieure 12 est une pièce d'aspect. L'interface de soudage 13 présente une largeur L1 prédéterminée, de sorte qu'un tel agencement 10 peut coopérer avec tout type de moyens de bridage, nécessaires pour maintenir un bon accostage des deux pièces 1 1 , 12 l'une contre l'autre lors du procédé de soudage laser associé, sans interférer sur la place nécessaire au passage du faisceau laser F. Sur la figure 1 , ladite place nécessaire au passage du faisceau laser est appelée également zone de soudage 14 et lesdits moyens de bridage sont représentés de manière schématique par une zone grisée, ou zone de bridage 15, qui correspond sensiblement à la place nécessaire pour tout type de moyen de bridage, par exemple du type vis, patin, pied, pince, etc.
D'une façon générale, la largeur de la zone de soudage 14, ou piste de soudage, est calculée de sorte à être nécessaire et suffisante pour permettre de garantir l'accostage des deux pièces 1 1 , 12 l'une contre l'autre au niveau de la zone de bridage 15 et pour garantir le passage du faisceau laser F, à savoir selon le cordon de soudure souhaité pour l'assemblage des deux pièces 1 1 , 12. D'une façon générale, la largeur L1 de l'interface de soudage 13 est égale sensiblement à la somme de la largeur L2 de la zone de bridage 15 et de la largeur L3 de la zone de soudage 14.
A titre d'exemple sur la figure 1 , la largeur L1 de l'interface de soudage 13 est de l'ordre de 18mm, la zone de bridage 15 a une largeur L2 de l'ordre de 6mm et la largeur L3 de la zone de soudage 14 est de l'ordre de 12mm.
Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 2, la pièce supérieure 1 1 et la pièce inférieure 12 ne sont pas des pièces d'aspect. Dans ce cas, la section S prédéterminée de l'agencement 10 selon l'invention se distingue de la précédente (figure 1 ) par la pièce inférieure 12, qui comporte une surépaisseur 16, avec des dimensions prédéterminées conditionnées notamment par la nature et les caractéristiques des matériaux de la pièce supérieure 1 1 et de la pièce inférieure 12. La surépaisseur 16 est notamment destinée à permettre un rattrapage de jeu, pour une bonne mise en référence géométrique des deux pièces 1 1 et 12 et un bon accostage des pièces 1 1 et 12 l'une sur l'autre. Une telle surépaisseur 16 permet ainsi de garantir l'accostage des deux pièces 1 1 , 12 l'une contre l'autre au niveau de l'interface de soudage 13 et permet de se prémunir de toute interférence en périphérie des zones à souder, tout en garantissant une qualité de soudure optimale.
A titre d'exemple, sur la figure 2, la surépaisseur 16 présente une largeur L4, par exemple, sensiblement identique à la largeur de l'interface de soudage
13. Une telle surépaisseur 16 a, par exemple, une épaisseur e1 de l'ordre de 1 mm minimum.
D'une façon générale, si la pièce inférieure 12 n'est pas une pièce d'aspect, la valeur de l'épaisseur e1 de la surépaisseur 16 n'est pas lim itée, tandis que, si la pièce inférieure 12 est une pièce d'aspect, la valeur e1 de la surépaisseur 16 est limitée par les contraintes du moulage de la pièce, notamment l'épaisseur de base du matériau, etc. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 3, la pièce supérieure 1 1 n'est pas une pièce d'aspect, tandis que la pièce inférieure 12 est une pièce d'aspect. Dans ce cas, la section S prédéterminée de l'agencement 10 selon l'invention se distingue des précédentes (figures 1 et 2) par la pièce supérieure 1 1 , qui comporte une surépaisseur 17, avec des dimensions prédéterminées conditionnées notamment par la nature et les caractéristiques des matériaux de la pièce supérieure 1 1 et de la pièce inférieure 12. Comme précédemment, la surépaisseur 17 est notamment destinée à permettre un rattrapage de jeu, pour une bonne mise en référence géométrique des deux pièces 1 1 et 12 et un bon accostage des pièces 1 1 et 12 l'une sur l'autre. Une telle surépaisseur 1 7 permet ainsi de garantir l'accostage des deux pièces 1 1 ,
12 l'une contre l'autre au niveau de l'interface de soudage 13 et permet de se prémunir de toute interférence en périphérie des zones à souder, tout en garantissant une qualité de soudure optimale. Dans la variante de la figure 3, le matériau de la pièce supérieure 1 1 est fortement transparent, par exemple faiblement chargé en fibres de verre. La surépaisseur 17 peut donc avoir une épaisseur prédéterminée, dans la limite de transparence acceptable pour le faisceau laser F et dans le but de garantir le soudage par le procédé de soudage laser associé.
A titre d'exemple, sur la figure 3, la surépaisseur 17 a une largeur L5, de préférence, sensiblement identique à la largeur de l'interface de soudage 13. Par ailleurs, la surépaisseur 17 a, par exemple, une épaisseur e2 de l'ordre de 1 mm minimum. D'une façon générale, plus le matériau de la pièce supérieure 1 1 est transparent, plus l'épaisseur e2 de la surépaisseur 17 peut être importante, toujours dans la limite de transparence acceptable pour le faisceau laser F et dans le but de garantir le soudage par le procédé de soudage laser associé.
D'une façon générale, l'épaisseur e de la surépaisseur 16, 17 prévue sur une des pièces 1 1 , 12, selon les variantes de réalisation représentées sur les figures 2 et 3, est donc prédéterminée dans les limites de transparence du matériau de la pièce supérieure 1 1 , d'absorption de la pièce inférieure 12, de la faisabilité du soudage des deux pièces 1 1 , 12 et des prestations, notamment qualité du produit recherché.
Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 4, la pièce supérieure 1 1 n'est pas une pièce d'aspect, tandis que la pièce inférieure 12 est une pièce d'aspect. Plus particulièrement, la pièce supérieure 1 1 est réalisée dans un matériau faiblement transparent, par exemple fortement chargé en fibres de verre, et n'accepte donc pas de surépaisseur, comme représentée sur les figures 2 et 3. Dans ce cas, la section S prédéterminée de l'agencement 10 selon l'invention se distingue également des précédentes (figures 1 à 3) par la pièce supérieure 1 1 . Pour pouvoir effectuer un rattrapage de jeu et garantir un bon accostage des deux pièces 1 1 et 12 l'une contre l'autre, comme indiqué précédemment pour les figures 2 et 3, il est ici nécessaire de modifier le moule d'injection de la pièce supérieure 1 1 , de sorte à ce que la pièce supérieure 1 1 présente, par exemple, deux angles rayonnés 18, délimitant sensiblement l'interface de soudage 13 de largeur L1. Une telle conformation de la pièce supérieure 1 1 permet notamment d'optimiser le rattrapage de jeu entre les deux pièces 1 1 , 12, de garantir un bon accostage des deux pièces 1 1 et 12 l'une contre l'autre, afin d'optimiser la qualité du soudage du procédé de soudage laser associé.
Dans le second mode particulier de réalisation représenté sur la figure 5, illustrant l'assemblage des deux pièces 1 1 , 12 au niveau d'une zone dite « pleine peau », l'agencement 10 selon l'invention se distingue des variantes de réalisation représentées sur les figures 1 à 4, notamment par la largeur L1 prédéterminée de l'interface de soudage 13. Sur la figure 5, une telle largeur L1 est notamment choisie de sorte qu'un tel agencement 10 peut coopérer avec tout type de moyens de bridage, nécessaires pour maintenir un bon accostage des deux pièces 1 1 , 12 l'une contre l'autre lors du procédé de soudage laser associé, sans interférer sur la place nécessaire au passage du faisceau laser F.
Plus particulièrement, la largeur L1 de l'interface de soudage 13 correspond sensiblement à la somme de la largeur L3 de la zone de soudage 14, nécessaire au passage du faisceau laser pour une bonne soudabilité, et de la largeur L2 de deux zones de bridage 15, situées de part et d'autre de la zone de soudage 14, correspondant à des zones réservées aux moyens de bridage nécessaires, aptes à se positionner de part et d'autre de la zone de soudage. D'une façon générale, la largeur L1 de l'interface de soudage 13 est égale sensiblement à la somme de la largeur L2 de toutes les zones de bridage 15 et de la largeur L3 de la zone de soudage 14.
A titre d'exemple, sur la figure 5, la longueur L1 de l'interface de soudage 13 est de l'ordre de 24mm, avec une longueur L2 de chaque zone de bridage 15 de l'ordre de 6mm chacune et une longueur L3 de la zone de soudage 14 de l'ordre de 12mm.
Dans le mode particulier de réalisation représenté sur la figure 5, la pièce supérieure 1 1 et la pièce inférieure 12 ne sont pas des pièces d'aspect. La pièce inférieure 12 comporte une surépaisseur 16 apte à jouer le rôle de rattrapage de jeu, afin, comme précédemment (figure 2), de garantir un bon accostage des deux pièces 1 1 et 12 l'une contre l'autre et d'optimiser le soudage du procédé de soudage laser associé.
Dans d'autres variantes de réalisation non représentées, dans des zones dites « pleine peau », comme illustré sur la figure 5, l'agencement 10 selon l'invention peut comporter une surépaisseur 17 sur la pièce supérieure 1 1 ou des angles rayonnés 18 sur la pièce supérieure 1 1 ou peut ne pas comprendre de surépaisseur, comme dans les variantes représentées sur les figures 1 à 4, pour des zones dites « feuillure ».
Quel que soit le mode de réalisation de l'agencement 10, comme représenté ci-dessus sur les figures 1 à 5, les deux pièces 1 1 , 12 destinées à être soudées sont en m atériaux thermoplastiques, par exemple du polypropylène. D'une façon générale, les pièces 1 1 , 12 à assembler peuvent être réalisées en tout matériau thermoplastique, par exemple du polyamide, tant que le matériau choisi présente des caractéristiques optimales en termes de solidité, de coût, de recyclage et de bonne aptitude au soudage laser, par exemple transparence, etc. P lus particulièrement, la pièce supérieure 1 1 transparente peut être une pièce en matériaux polymères plus ou moins chargée de fibres de verres et la pièce inférieure 12 en matériau thermoplastique peut être une pièce d'aspect, selon la configuration requise de l'agencement 10 selon l'invention.
Quel que soit le mode de réalisation de l'agencement 10 selon l'invention, celui-ci présente donc l'avantage principal de permettre un bridage optimal sur la surface supérieure de la pièce supérieure 1 1 , sans interférer sur le passage du faisceau laser F, de sorte à permettre un procédé d'assemblage par soudage laser optimal. L'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation décrits ci-dessus. La forme et les dimensions de l'interface de soudage 13 de l'agencement 10 sont non limitatives et dépendent notamment de la taille des pièces 1 1 , 12 en matériaux thermoplastiques destinées à être soudées. Plus particulièrement, la largeur L1 de l'interface de soudage 13 peut être différente, tant que la largeur L1 de l'interface de soudage 13 est sensiblement égale à la somme de la largeur L2 de chaque zone de bridage 15 et de la largeur L3 de la zone de soudage 14.
Par ailleurs, les épaisseurs e1 , e2 des surépaisseurs 16, 17 peuvent être différentes, tant qu'elles prennent en compte les contraintes des matériaux (transparence, etc.) des pièces supérieure 1 1 et inférieure 12 pour la faisabilité du soudage et tant qu'elles permettent un bon accostage des pièces 1 1 , 12 l'une contre l'autre, afin d'assurer un jeu nul au niveau de l'interface de soudage 13, pour assurer un procédé d'assemblage par soudage laser optimal.
Un tel agencement 10 selon l'invention s'applique plus particulièrement à la réalisation d'un élément constitutif d'un véhicule automobile, par exemple du type ouvrant du véhicule (porte latérale ou porte de coffre). D'une façon générale, un tel agencement 10 peut être appliqué à tout élément du véhicule automobile destiné à être réalisé en matériaux thermoplastiques.

Claims

Revendications
1. Agencement (10) de deux pièces (1 1 , 12) en matériaux thermoplastiques, destinées à être assemblées par un procédé de soudage laser par transparence, une première pièce (1 1 ) transparente à un faisceau laser (F) étant positionnée sur une seconde pièce (12) absorbante au faisceau laser (F), agencement caractérisé en ce que les deux pièces (1 1 , 12) comportent une interface de soudage (13) de largeur (L1 ) prédéterminée, de sorte à permettre le bridage des deux pièces (1 1 , 12) l'une contre l'autre sans interférer sur le passage du faisceau laser (F), et dont la section (S) est prédéterminée selon les caractéristiques des matériaux des pièces (1 1 , 12) à assembler.
2. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite section (S) de l'interface de soudage (13) est fonction de la quantité de fibres de verre chargeant le matériau de la pièce supérieure (1 1 ).
3. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite largeur (L1 ) de l'interface de soudage (13) est sensiblement égale à la somme de la largeur (L2) d'au moins une première zone de bridage (15), destinée au positionnement de moyens de bridage des deux pièces (1 1 , 12) l'une contre l'autre, et de la largeur (L3) d'une seconde zone de soudage (14), destinée au passage du faisceau laser (F).
4. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu 'une des deux pièces (1 1 , 12) en matériaux thermoplastiques comporte une surépaisseur (16, 17) au niveau de ladite interface de soudage (13).
5. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite surépaisseur (16) est formée sur ladite pièce inférieure (12) et a des dimensions prédéterminées dépendantes des caractéristiques du matériau de ladite pièce supérieure (1 1 ).
6. Agencement (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite surépaisseur (17) est formée sur ladite pièce supérieure (1 1 ) et a des dimensions prédéterminées dépendantes des caractéristiques du matériau de ladite pièce supérieure (1 1 ).
7. Agencement selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite surépaisseur (16, 17) a une largeur (L4, L5) sensiblement identique à la largeur (L1 ) de ladite interface de soudage (13).
8. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pièce supérieure (1 1 ) comporte une section (S) prédéterminée avec des angles rayonnés (18), délimitant sensiblement la largeur (L1 ) de l'interface de soudage (13).
9. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce inférieure (12) en matériau thermoplastique est une pièce d'aspect.
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