WO2014006276A1 - Moule pour former une piece de vehicule automobile en materiau polymere - Google Patents

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cavity
insert
punch
wedging
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Patrick Bosg
Jean-Yves Sozet
Paul Brialon
Arnaud Bosc
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Compagnie Plastic Omnium
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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of plastic floors for motor vehicles.
  • the manufacture of a motor vehicle begins with a step of shoeing, which consists in making a box in white, by welding between them different metal parts, body which is then bathed in a bath of cataphoresis to treat the surface of the metal parts and the weld points against corrosion.
  • the box follows various assembly and painting steps, until a complete vehicle is obtained.
  • plastic parts in the constitution of a vehicle is a success factor in the search for reduction of fuel consumption, thanks to the lightening provided by the replacement of a metal part. by a piece of plastic material, which is less dense.
  • thermosetting plastic parts with molded solder inserts One of the difficulties that arise in the manufacture of thermosetting plastic parts with molded solder inserts is that overmolding inevitably leads to burrs, burrs that must be removed at the outlet of the mold to avoid any subsequent harmful consequences. In particular, the dreaded consequences of a lack of deburring are, without this list being exhaustive:
  • the deburring is not without posing itself some difficulties. Indeed, as the burrs are present on the exposed metal surfaces of the inserts, the elimination of burrs by chemical or mechanical actions such as cutting, jet-water, blowing, can damage the metal surface and prepare the conditions of early corrosion of the metal or weld.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks by providing a mold for forming a motor vehicle part made of polymer material comprising at least one partially overmolded metal insert, that is to say having a part intended to be covered with material polymer and a part intended not to be, the limit between these two parts being a line along an edge of the insert, called overmoulding limit, the mold comprising a matrix and a punch defining the mold cavity and being able to take different positions between:
  • said mold comprising at least one wedging zone carried by the punch and at least one wedging zone carried by the die for immobilizing at least one metal insert between said wedging zones when the mold is in its closed filling positions, as well as in its molding position, said wedging zones having opposite faces,
  • the mold comprising at least one moving part able to slide with reduced clearance with respect to at least one element of the assembly constituted by the matrix and the punch, characterized in that it comprises, on one or other of the facing faces of the wedging zones, at least one projection which is arranged to exert on the insert, when the mold is in its closed filling positions, and in its molding position, a local stress extending over a sealing zone integrally including the overmolding limit of the insert, so as to prevent the flowable polymer material in the cavity from crossing the zone of sealing and does not infiltrate between the part of the insert intended not to be covered and one or other of the facing faces of the wedging zones, and in that the reduced clearance allowing the sliding of the moving part is in communication with the mold cavity and forms a vent able to escape gas mold and small amounts of pressurized polymer material under pressure in said cavity.
  • local stress extending over a sealing zone including integrally the overmolding limit it is meant that the insert is under pressure on a region that occupies part of its width (hence the term “local”) and extends continuously over its entire length, so that there is no place, over the entire length of the overmolding limit, where this pressure would disappear and allow the passage of the pressurized polymer material under pressure in the mold .
  • this characteristic does not require that the wedging zones are in continuous contact with the insert.
  • the mold according to the invention is designed so that its footprint fills by creep of the polymer material in a mold whose footprint is first closed, but with a volume greater than that of the part to be manufactured (Closed filling positions), then reduced to the dimensions of the part to be manufactured (molding position).
  • the movable part of the mold is slidable in the direction of closure of the mold.
  • the reduced clearance allowing the sliding portion to move relative to at least one element of the assembly consisting of the die and the punch is 0.05 millimeters.
  • the movable portion is at least one movable wedge having a wedging zone, said wedge being mounted on or being integral with a movable frame carried by the punch and surrounding, to reduced play, said punch.
  • the movable wedge makes it possible to immobilize the inserts before closing the mold, that is to say before reaching the closed positions of filling and, a fortiori, the molding position.
  • the inserts are immobilized in their final position before the polymer material is pressurized to completely fill the cavity of the mold and partially cover the inserts.
  • the vent formed by the reduced clearance is between the movable frame and the punch.
  • the movable part of the mold is at least one movable core of the punch and / or the matrix, which may be set back to give the impression a volume greater than that of the part to be manufactured. , is positioned forward to give the cavity of the mold the dimensions of the part to obtain.
  • the movable core serves to pressurize and flow the polymer material after closure of the mold, that is to say as soon as the mold is in the closed position of filling, so as to completely fill the cavity mold until to reach the molding position.
  • a vent can not be formed between the inserts and one or other of the facing faces of the wedging zones of the mold.
  • the gases contained in the impression, as well as any small amounts of flowing polymer material in the impression and forming burrs on the workpiece, are thus forced out of the impression by the or the vents formed by the reduced play. sliding of the movable part, vents that open into the footprint elsewhere than the parts of the inserts located between the wedging zones.
  • the burrs present on the molded part and resulting from the introduction of material polymer in the mold vents can therefore be easily removed by mechanical or chemical actions without risk of damage to the inserts, since they are dissociated inserts. This removal operation is even easier to achieve if the burrs are perpendicular to the general plane of the molded part.
  • one and the other of the facing faces of the wedging zones comprise at least one projection.
  • the insert is then pinched between two projections, which may be opposite one another or offset, depending on the thickness of the insert.
  • the projection (s) of the faces facing the wedging zones are peripheral to the cavity of the mold.
  • the vertices of the projection or projections are at a constant height in the direction of closure of the mold.
  • only one face of the facing faces of the wedging zones has a projection. Opposite this projection, the insert is compressed against the non-projecting face of the other face. The reaction of this face on the insert is however sufficient to create a continuous local stress ensuring the desired result, that is to say create a barrier for the flowable polymer material in the impression during molding.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a motor vehicle part.
  • This method is characterized in that it comprises at least one molding step using a mold as defined above.
  • a piece obtained by this method is easily recognizable thanks to the sharpness of the overmolding limit, which interrupts the plastic front on the uncovered portion of the metal inserts and, especially, thanks to the trace left by the protrusion on these inserts.
  • the invention also relates to a motor vehicle part, characterized in that it is carried out according to the method described above.
  • the part is made of a thermosetting material of the AMC (Advanced Molding Compound) type, in BMC (acronym for Bulk Molding Compound) or in SMC (acronym for Sheet Molding Compound) or in a thermoplastic material, more particularly based on polyamide (PA) or polypropylene (PP).
  • AMC Advanced Molding Compound
  • BMC acronym for Bulk Molding Compound
  • SMC acronym for Sheet Molding Compound
  • a thermoplastic material more particularly based on polyamide (PA) or polypropylene (PP).
  • the invention also relates to a floor of a motor vehicle made according to the method described above.
  • Figure 1 is a set of six diagrams showing a mold during an implementation of the method according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a side insert of a floor shown in Figure 9.
  • FIG. 3 is a perspective view of a front insert of the floor of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a rear insert of the floor of FIG.
  • Figure 5 is a sectional view of a portion of the mold.
  • Figure 6 is a perspective view of a central insert positionable in the mold.
  • Figure 7 is a sectional view of a portion of the mold.
  • Figure 8 is a local enlargement of area VIII of Figure 7.
  • Figure 9 is a perspective view of a floor obtained by molding with the elements of the previous figures.
  • Figure 10 is a set of three sectional variants of a projection of an insert.
  • Figure 11 is a set of six diagrams showing a mold during another implementation of the method according to the invention.
  • Figure 1 which comprises six diagrams a, b, c, d, e, f is a two-part mold in six successive steps of a method of manufacturing a piece of polymeric material.
  • the mold is mounted on a press (not shown) having a fixed plate 1 and a movable plate 3.
  • the mold comprises a matrix 5, which is mounted on the fixed plate 1 of the press, and a punch 7, mounted on the movable plate 3.
  • the mold is of the compression chamber type, which means that during its closing movement from its open position (steps a, b, c in FIG. 1), there comes a moment when the cavity of the mold is a space closed 9, as seen in diagram d. At this time, the mold is in a closed filling position.
  • the space 9 of course has a volume greater than that of the mold cavity, which is defined when the mold has reached the molding position, and which corresponds to the finished part.
  • the punch 7 slides like a piston along a surface that delimits a compression chamber. The sealing of the mold vis-à-vis the material flowing in the mold to produce the finished part is in principle ensured at the compression chamber.
  • the surface delimiting the chamber of compression is constituted by a peripheral movable wedge 11, which can take a retracted position (step a) in the movable portion 3 of the press and an output position (step d).
  • the wedge 11 forms, with a wedging zone having a face 13 provided on the die 5, opposite the face 11a of the moving wedge 11, an immobilizing means one or more inserts that will be described later.
  • the movable wedge 11 is in one piece with a frame which is mounted on jacks 12 carried by the punch 7 so as to be able to approach the wedging zone 13 before the punch 7 slidably engages in the compression chamber.
  • the wedge is a separate part of the frame, mounted on the underside thereof.
  • FIGS. 2, 3 and 4 side metal inserts 15, front 27 and rear 29, respectively, are provided which are intended to be placed in the mold in the open position.
  • Each insert has an elongate shape that is rectilinear for the lateral insert 15 of FIG. 2, non-rectilinear for the front and rear inserts 27 of FIGS. 3 and 4.
  • each of the front 27 and rear 29 inserts comprises an uncovered portion 27a, 29a which is intended to be clamped by the movable wedge 11 against the wedging zone 13 of the die 5 and a portion 27b 29b which is intended to be overmolded by the plastic material.
  • each of the inserts has particular contours and holes that are specific to the floor model to be obtained. Similarly, each insert has a cross section bent at a particular angle which may be different from one insert to another or from one location to another of the length of the same insert. These form specificities of the inserts will not be described in detail in the present description.
  • the lateral insert 15 is positioned on the die 5 so that a portion 15a of said insert covers the face 13 of the wedging zone and a portion 15b of said insert is housed in the mold cavity.
  • the portion 15b housed in the cavity of the mold is a part of the insert 15 which is intended to be overmoulded while the portion 15a covering the face 13 is a part which is intended to protrude from the molded part.
  • This last portion 15a of the insert 15 will be designated "uncovered portion”.
  • the boundary 15c between portion 15b intended to be overmoulded and uncovered portion 15a, called the overmolding limit is an immaterial line schematized by a dashed line in FIG.
  • the same overmolding limit 27c exists between the parts 27a and 27b of the front insert 27.
  • the overmolding limits 15c, 27c and 29c extend from a first end A of each insert to an opposite end B of said insert, without leaving the insert and approximately following its edge 15d, 27d, 29d which is not not necessarily straight.
  • the material used for molding is a thermosetting plastic type SMC (for "sheet molding coumpound”). It is deposited in the open mold, on the die 5, substantially in the middle of the cavity although this is not a necessity, in the form of a blank 17, as is known.
  • the step of depositing the material in the mold in the open position is illustrated by the diagram ç of FIG.
  • a first step illustrated by diagram a, the mold is in the open position: the punch 7 is removed from the die 5 and the movable wedge 11 is retracted into the punch 7.
  • a second step illustrated by the diagram b, the front, side 15 and rear 29 inserts are positioned on the wedging zone 13 of the matrix.
  • a sheet of SMC 17 is deposited in the middle of the imprint, on the matrix 5.
  • the second and third steps can be confused or made in a different order.
  • the movable part 3 is close to the fixed part 1, but without closing mold, that is to say without any of the elements of the upper half of the mold, to namely the punch 7 and the movable wedge 11, comes into contact with one of the elements of the lower half of the mold, namely the matrix 5.
  • the mold has not yet reached its closed filling positions.
  • a fifth step the cylinders 12 are then actuated to lower the movable wedge 11 towards the wedging zone 13 of the matrix, as illustrated by the diagram d.
  • the face 11 has the movable wedge 11 comes to bear against the exposed portions 15a of the front, side and rear 15 inserts, firmly blocking them in position against the face 13 of the zone of rigging.
  • the movable wedge 11 fulfills its two functions: on the one hand, it holds the inserts in position in order to fill the impression of the mold by creep of the material 17, on the other hand, it constitutes a chamber of compression.
  • the mold cavity, delimited by the punch 7, the movable wedge 11 and the die 5, is closed, but does not yet define the shape of the part to be obtained.
  • the mold is in the closed position of filling.
  • the moving part 3 of the press continues its path towards the fixed part 1.
  • the punch 7 continues its movement by sliding like a piston in the hold 11.
  • the shim 11 remains stationary in abutment against the inserts 15, while the cylinders 12 fold without reducing the pressure of the inserts.
  • the inner face 11b of the mobile wedge 11 constitutes the side wall of the compression chamber against which the punch 7 slides.
  • the reduction in the volume of the impression and the pasty state of the polymer material have the effect that the material 17 completely fills the cavity of the mold by creep and in particular covers the parts 15b of the inserts 15 which are housed in the cavity of the mold.
  • the mold is in the molding position.
  • the volume of the impression between the punch 7, the movable wedge 11 and the matrix 5 is that of the finished part.
  • a seventh step illustrated by the diagram f, the movable part 3 of the press is set in motion in the direction of the opening of the mold.
  • the movable wedge 11 remains this time secured to the punch 7 and goes back with him, thus placing the mold in the fully open position.
  • Ejectors 19, provided in the die 5, lift the molded part 21. This is then released and the ejector 19 retracted, allowing the resumption of a molding cycle starting from the step illustrated by the scheme a.
  • FIG. 5 is a detailed view of the part V of the diagram of step e. It recognizes the inner face 11b of the movable shim 11, which offers the punch 7 a sliding surface with a clearance g. It also shows that the lower face 11 has a projection 23 which is bitten in the insert 15. This projection 23 is arranged to create a continuous local stress on the insert 15 over its entire length.
  • the projection 23 is a V-shaped rib which, in the example described, extends continuously over the entire face 11a of the movable wedge 11. In another example (not shown), the V-rib may not be continuous but generate a continuous stress.
  • the projection has an opening angle of 90 ° and a height of 0.2 mm relative to the surface 11a.
  • These quantities are particularly suitable for inserts made of 0.67 mm overmoulded sheet metal with DC04 + ZE type body steel according to standard NF EN 10152 (XES quality index according to the old standard NF 36-401).
  • the protrusion both with regard to the section of the protrusion and with regard to its arrangement on the face 11a of the mobile block.
  • studs regularly distributed on the face 11a and creating a continuous stress along the entire length of the insert 15 could be suitable.
  • This projection may have a V-shaped or other section, such as a rounded or trapezoidal section, illustrated in Figure 10.
  • the projection may also be lined with a second parallel projection 23 '.
  • the width of a round projection may be between 0.4 mm and 0.8 mm with a height of 0.2 mm.
  • the local stress created by the projection 23 propagates in the insert 15 throughout an area around the area bitten by the protrusion.
  • the local stress has the effect of increasing the pressure between the insert 15 and the movable wedge 11 but also between the insert 15 and the face 13 of the wedging zone of the die 5.
  • the seals formed, on the one hand, between the insert 15 and the movable wedge 11, on the other hand, between the insert 15 and the wedging zone 13, are gas-tight and to the flowable polymer material. under pressure in the mold. A sealing zone is thus created between the insert and one or other of the facing faces of the shim and the wedging zone.
  • the game g. 0.05 mm between the punch 7 and the inner face 11b of the movable wedge 11, which constitutes a vent for the mold, allows the gases and pressurized polymer material under pressure in the cavity to escape.
  • the clearance of 0.05 mm between the punch 7 and the inner face 11b of the movable wedge 11 constitutes a vent opening into the cavity and allowing, when the mold is closed, the escape of gas contained in the footprint. But thanks to the projection 23, no vent can be formed in the uncovered portion 15a of the insert 15.
  • thermosetting plastic material during its creep in the mold, it is not uncommon for the vents, which are provided for the escape of gas, to also pass liquid plastic material. These passages of plastic constitute, after cooling and crosslinking of the material, burrs that must be eliminated.
  • the burrs can be formed only in the or the vents of the mold. They are therefore clearly dissociated from the uncovered portions 15a of the inserts 15 and removal by deburring does not risk damaging said inserts.
  • the burrs that can form on the part are films of material extending perpendicular to the exposed portions of the inserts .
  • these films are very easy to access, which facilitates their separation from the workpiece by any known deburring technique.
  • each insert comprises two parts: one, intended to remain uncovered, which will be pinched by the movable wedge 11 and
  • a mold is used, the moving part of which is at least one movable core 50 of the punch and / or the matrix, which can be set back to give the impression a greater volume. to that of the part to be manufactured, is positioned forward to give the cavity of the mold the dimensions of the part to obtain.
  • the wedge is not movable, but here the die 5 'comprises, in its central part, a core 50 movable between two positions, namely:
  • a clearance of 0.05 mm is provided between the core 50 and the matrix 5 'and constitutes a vent allowing the escape of the gases trapped in the cavity during its filling by the polymer material.
  • a wedging zone is formed by a shoulder 11 'of the punch 7' and another wedging zone 13 'is the same as on the matrix of FIG.
  • step a the movable core 50 is in the outcropping position. It is placed in the retracted position in step b and, in step c, the SMC sheet 17 is deposited.
  • step b the closure of the mold is done while the core 50 is in the retracted position, as illustrated by the diagram d. This closure only has the effect of bringing the wedging zone 11 'bears against the inserts 15 to immobilize them in position.
  • vents are dissociated from the contact surfaces between the inserts and, on the one hand the wedging zone 11 a ', on the other hand the other wedging zone 13' of the matrix 5 ' so that any burrs of material that result from a passage of polymeric material into the vent occur at locations remote from the inserts.
  • the orientation of the vent perpendicular to the general plane of the part facilitates the removal of burrs.
  • the cycle ends with the opening of the mold and the ejection of the part.
  • the molding of a new part can resume, from step a.
  • FIG 6 there is shown a central insert 31 which is intended to be deposited inside the mold, in the middle of the die 5 of Figure 1 and which is therefore not at the periphery of the finished part.
  • This insert 31 comprises six parts 31a which must not be covered by polymeric material during overmoulding and parts 31b intended to be overmolded, that is to say embedded in the plastic material during overmolding.
  • this insert 31 is added to the punch 7 of the previously described mold movable wedges 33 mounted, such as the movable wedge 11, on cylinders (not shown).
  • Each movable wedge 33 has a lower face 33a constituting a wedging zone intended to receive the upper face of a portion 31a of the central insert 31.
  • studs 35 are added opposite the movable wedges 33 of the punch 7.
  • the studs 35 are forcibly engaged in orifices 37 formed in the die 5.
  • the fact that the die 5 and the studs 35 are parts is justified only by a concern for manufacture, development and maintenance, but has no direct link with the method of the invention. It will be considered that the pads 35 are an integral part of the matrix 5.
  • Each stud 35 has an upper face 39 constituting a wedging zone intended to receive the lower face of a portion 31a of the central insert 31.
  • each movable wedge 33 and the upper face 39 of each stud 35 are each provided with a circumferential projection 41 and 43, respectively.
  • the projections 41 and 43 are opposite each other. one of the other. In a variant not shown, the projections 41 and 43 are offset relative to each other.
  • the projections have a V shape with an opening angle of 120 ° and a height of 0.2 mm.
  • a sealing zone is created between the insert and one or other of the facing faces of the wedge and the wedging zone, sealing zone beyond which the polymer material does not infiltrate.
  • the overmolding of the central insert 31 occurs in a mold further comprising vents which are, as previously explained, formed by a moving part of the mold remote inserts.
  • the uncovered areas 31a of the central insert are particularly sharp and have no plastic burrs.
  • the part produced may be a floor.
  • a floor has a length of 1000 mm, a width of 800 mm and a variable depth which is less than 100 mm, for so-called flat floors, and a depth of 400 mm for floors adapted to receive a spare wheel or any other bulky component such as a battery for example.
  • each insert has its parts 15a, 27a, 29a, 31 has discovered, that is to say not overmoulded, properly defined by the projections 23, 41 and 43. Any burrs that have formed on the piece during the molding are limited to the periphery of the part and extend perpendicularly to the inserts, since they come from the plane of the joint formed by the inner face 11b of the movable shim 11.

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Abstract

Moule pour former une pièce de véhicule automobile en matériau polymère (17) comprenant au moins un insert métallique (15, 27, 29, 31) partiellement surmoulé, c'est-à-dire ayant une partie (15b, 27b, 29b) destinée à être recouverte de matériau polymère et une partie destinée à ne pas l'être. L'insert comporte une limite de surmoulage (15c, 27c, 29c) et le moule comprend une partie mobile (11,50) apte à coulisser à jeu réduit.

Description

Moule pour former une pièce de véhicule automobile en matériau polymère
La présente invention concerne le domaine technique des planchers en matière plastique pour véhicules automobiles.
La fabrication d'un véhicule automobile commence par une étape de ferrage, qui consiste à réaliser une caisse en blanc, en soudant entre elles différentes pièces métalliques, caisse qui est ensuite baignée dans un bain de cataphorèse pour traiter la surface des pièces métalliques et les points de soudure contre la corrosion.
Après passage en cataphorèse, la caisse suit différentes étapes d'assemblage et de peinture, jusqu'à obtention d'un véhicule complet.
On sait par ailleurs que le recours à des pièces en matière plastique dans la constitution d'un véhicule est un facteur de succès dans la recherche de réduction de la consommation en carburant, grâce à l'allégement que procure le remplacement d'une pièce métallique par une pièce en matière plastique, qui est moins dense.
Pourtant, l'existence de chaînes de montage déjà opérationnelles organisées dans l'ordre indiqué précédemment, à savoir d'abord ferrage et cataphorèse, puis peinture et assemblage, rend difficile, voire économiquement impossible, la mise en place de processus de fabrication dans lesquelles cet ordre ne serait pas respecté. C'est donc pour se conformer aux chaînes de montage existantes qu'il a déjà été proposé de fabriquer des pièces en matière plastique munies d'inserts métalliques permettant de les assembler par soudage à d'autres pièces métalliques lors de l'étape de ferrage. En particulier, dans le document FR2915129, on divulgue un plancher de véhicule automobile comportant des inserts partiellement surmoulés dans une nappe d'AMC (pour Advanced Molding Compound), de BMC (pour Bulk Molding Compound) ou de SMC (pour Sheet Molding Compound), matériau thermodurcissable particulièrement adapté à cette application en raison de sa résistance mécanique et de sa capacité à subir l'étape de cataphorèse sans se dégrader. Les inserts comportent des zones non recouvertes par la matière plastique, sur lesquelles une soudure peut être réalisée, ce qui rend possible l'assemblage du plancher avec d'autres pièces métalliques lors du ferrage.
Une des difficultés qui se posent dans la fabrication de pièces en matière plastique thermodurcissable munies d'inserts de soudure surmoulés est que le surmoulage s'accompagne inévitablement de bavures, bavures qu'il faut éliminer en sortie de moule pour éviter toute conséquence néfaste ultérieure. En particulier, les conséquences redoutées d'une absence d'ébavurage sont, sans que cette liste ne soit exhaustive :
-risque de pollution du bain de cataphorèse si les bavures se détachent pendant cette étape ;
-mauvaise efficacité du traitement de cataphorèse en raison d'un masquage partiel de la surface de la pièce métallique à traiter et risque de corrosion si les bavures se détachent ultérieurement ;
-risque de soudures imparfaites en raison d'une couverture partielle de la zone de soudure par la matière plastique électriquement isolante.
Mais l'ébavurage n'est pas sans poser lui-même certaines difficultés. En effet, comme les bavures sont présentes sur les surfaces métalliques laissées apparentes des inserts, l'élimination des bavures par des actions chimiques ou mécaniques telles que découpe, jet-d'eau, soufflage, peut endommager la surface métallique et préparer les conditions d'une corrosion précoce du métal ou de la soudure.
Il existe donc un besoin pour une solution de moulage de pièces en matière plastique thermodurcissable dans laquelle l'élimination des bavures n'engendre pas ces difficultés.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un moule pour former une pièce de véhicule automobile en matériau polymère comprenant au moins un insert métallique partiellement surmoulé, c'est-à-dire ayant une partie destinée à être recouverte de matériau polymère et une partie destinée à ne pas l'être, la limite entre ces deux parties étant une ligne suivant un bord de l'insert, appelée limite de surmoulage, le moule comprenant une matrice et un poinçon délimitant l'empreinte du moule et étant capables de prendre différentes positions entre :
- une position ouverte dans laquelle l'empreinte du moule est suffisamment ouverte pour permettre la mise en place des inserts et du matériau polymère dans le moule et
- une position de moulage dans laquelle l'empreinte du moule est fermée et définit la forme de la pièce à obtenir,
- en passant par des positions fermées de remplissage dans lesquelles l'empreinte du moule est fermée mais n'a pas encore atteint la position de moulage et le matériau polymère flue dans l'empreinte pour la remplir,
ledit moule comprenant au moins une zone de calage portée par le poinçon et au moins une zone de calage portée par la matrice pour immobiliser au moins un insert métallique entre lesdites zones de calage lorsque le moule est dans ses positions fermées de remplissage, ainsi que dans sa position de moulage, lesdites zones de calage ayant des faces en regard,
-le moule comprenant au moins une partie mobile apte à coulisser à jeu réduit par rapport à un élément au moins de l'ensemble constitué par la matrice et le poinçon, caractérisé en ce qu'il comprend, sur l'une ou l'autre des faces en regard des zones de calage, au moins une saillie qui est agencée pour exercer sur l'insert, lorsque le moule est dans ses positions fermées de remplissage, ainsi que dans sa position de moulage, une contrainte locale s'étendant sur une zone d'étanchéité incluant intégralement la limite de surmoulage de l'insert, de manière à empêcher que du matériau polymère fluant dans l'empreinte ne franchisse la zone d'étanchéité et ne s'infiltre entre la partie de l'insert destinée à ne pas être recouverte et l'une ou l'autre des faces en regard des zones de calage, et en ce que le jeu réduit permettant le coulissement de la partie mobile est en communication avec l'empreinte du moule et forme un évent apte à laisser s'échapper de l'empreinte du moule des gaz et de petites quantités de matériau polymère fluant sous pression dans ladite empreinte.
Pour éviter tout malentendu, on précise que « ne pas s'infiltrer entre la partie de l'insert destinée à ne pas être recouverte et l'une ou l'autre des faces » signifie « ne s'infiltrer ni entre l'insert et l'une des faces, ni entre l'insert et l'autre face ». Autrement dit, aucune infiltration n'est possible sur une face de la partie de l'insert destinée à ne pas être recouverte, quelle que soit la face de l'insert considérée.
Selon l'invention, on entend par « empêcher que du matériau polymère ne franchisse la zone d'étanchéité », le fait de créer une barrière retenant le matériau polymère dans des conditions normales de fabrication de la pièce de véhicule automobile. Cela n'exclut pas que des fuites puissent se produire occasionnellement lorsque les conditions du moulage sont modifiées ou si une usure des pièces provoque des fuites, mais de telles fuites doivent rester exceptionnelles et ne pas correspondre à un régime normal d'utilisation du moule. En outre, cela n'exclut pas non plus des fuites au niveau des raccordements des inserts métalliques, notamment s'ils se chevauchent partiellement.
Par « contrainte locale s'étendant sur une zone d'étanchéité incluant intégralement la limite de surmoulage », on entend que l'insert subit une pression sur une région qui occupe une partie de sa largeur (d'où le qualificatif « locale ») et s'étend continûment sur toute sa longueur, de manière qu'il n'existe pas d'endroit, sur toute la longueur de la limite de surmoulage, où cette pression disparaîtrait et permettrait le passage du matériau polymère fluant sous pression dans le moule. Selon l'invention, cette caractéristique n'exige pas que les zones de calage se trouvent en contact continu avec l'insert.
D'après la définition des positions ouverte de moulage et fermée de remplissage, on comprend que le moule selon l'invention est conçu pour que son empreinte se remplisse par fluage du matériau polymère dans un moule dont l'empreinte est d'abord fermée, mais avec un volume supérieur à celui de la pièce à fabriquer (positions fermées de remplissage), puis ramenée aux dimensions de la pièce à fabriquer (position de moulage).
Avantageusement, la partie mobile du moule est coulissante selon la direction de fermeture du moule.
De préférence, le jeu réduit permettant le coulissement de la partie mobile par rapport à un élément au moins de l'ensemble constitué par la matrice et le poinçon est de 0,05 millimètres.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la partie mobile est au moins une cale mobile comportant une zone de calage, ladite cale étant montée sur ou étant d'un seul tenant avec un cadre mobile porté par le poinçon et entourant, à jeu réduit, ledit poinçon. La cale mobile permet d'immobiliser les inserts avant de fermer le moule, c'est-à-dire avant d'atteindre les positions fermées de remplissage et, à fortiori, la position de moulage. Ainsi, les inserts sont immobilisés dans leur position définitive avant que le matériau polymère ne soit mis en pression pour remplir intégralement l'empreinte du moule et recouvrir partiellement les inserts. Dans ce mode de réalisation, l'évent formé par le jeu réduit se trouve entre le cadre mobile et le poinçon.
Dans un second mode de réalisation, la partie mobile du moule est au moins un noyau mobile du poinçon et/ou de la matrice, qui peut être soit positionné en retrait pour donner à l'empreinte un volume supérieur à celui de la pièce à fabriquer, soit positionné en avant pour donner à l'empreinte du moule les dimensions de la pièce à obtenir. Le noyau mobile sert à mettre en pression et à faire fluer le matériau polymère après fermeture du moule, c'est-à-dire dès que le moule est en position fermée de remplissage, de manière à remplir intégralement l'empreinte du moule jusqu'à atteindre la position de moulage.
Grâce à l'invention, aucune bavure de matériau polymère ne peut se former sur les parties découvertes des inserts, puisque le ou les évents ne sont pas en communication avec les parties découvertes des inserts. Ces inserts sont donc prêts à servir de zones de soudure lors du ferrage de la caisse en blanc et à subir le traitement de cataphorèse subséquent.
Grâce à l'invention, un évent ne peut pas se former entre les inserts et l'une ou l'autre des faces en regard des zones de calage du moule. Les gaz contenus dans l'empreinte, ainsi que d'éventuelles petites quantités de matériau polymère fluant dans l'empreinte et formant des bavures sur la pièce, sont donc forcés à sortir de l'empreinte par le ou les évents formés par le jeu réduit de coulissement de la partie mobile, évents qui débouchent dans l'empreinte ailleurs que sur les parties des inserts situées entre les zones de calage.
Les bavures présentes sur la pièce moulée et issues de l'introduction de matériau polymère dans les évents du moule peuvent donc être facilement retirées par des actions mécaniques ou chimiques sans risque d'endommagement des inserts, puisqu'elles sont dissociées des inserts. Cette opération de retrait est encore plus facile à réaliser si les bavures sont perpendiculaires au plan général de la pièce moulée.
Dans un mode de réalisation particulier, l'une et l'autre des faces en regard des zones de calage comportent au moins une saillie. L'insert se retrouve alors pincé entre deux saillies, qui peuvent être en regard l'une de l'autre ou décalées, en fonction de l'épaisseur de l'insert.
Dans un mode de réalisation particulier, la ou les saillies des faces en regard des zones de calage sont périphériques à l'empreinte du moule.
Dans un mode de réalisation particulier, les sommets de la ou des saillies se trouvent à hauteur constante selon la direction de fermeture du moule.
Dans un autre mode de réalisation, seule une face des faces en regard des zones de calage comporte une saillie. A l'opposé de cette saillie, l'insert est comprimé contre la face dépourvue de saillie de l'autre face. La réaction de cette face sur l'insert est toutefois suffisante pour créer une contrainte locale continue assurant le résultat souhaité, c'est-à-dire créer une barrière pour le matériau polymère fluant dans l'empreinte pendant le moulage.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de moulage utilisant un moule tel que défini ci-dessus.
Une pièce obtenue par ce procédé est facilement reconnaissable grâce à la netteté de la limite de surmoulage, qui interrompt le front de matière plastique sur la partie découverte des inserts métalliques et, surtout, grâce à la trace laissée par la saillie sur ces inserts.
L'invention a également pour objet une pièce de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est réalisée selon le procédé décrit ci-dessus.
Dans un mode de réalisation particulier, la pièce est réalisée en un matériau thermodurcissable de type AMC (acronyme anglais de Advanced Moulding Compound), en BMC (acronyme anglais de Bulk Moulding Compound ou en SMC (acronyme anglais de Sheet Moulding Compound) ou en un matériau thermoplastique, plus particulièrement à base de polyamide (PA) ou de polypropylène (PP).
L'invention a également pour objet un plancher de véhicule automobile réalisé selon le procédé décrit ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples ne présentant aucun caractère limitatif et dans lesquelles :
La figure 1 est un ensemble de six schémas représentant un moule au cours d'une mise en œuvre du procédé selon l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective d'un insert latéral d'un plancher représenté à la figure 9.
La figure 3 est une vue en perspective d'un insert avant du plancher de la figure
8.
La figure 4 est une vue en perspective d'un insert arrière du plancher de la figure
8.
La figure 5 est une vue en coupe d'une partie du moule.
La figure 6 est une vue en perspective d'un insert central positionnable dans le moule.
La figure 7 est une vue en coupe d'une partie du moule.
La figure 8 est un agrandissement local de la zone VIII de la figure 7.
La figure 9 est une vue en perspective d'un plancher obtenu par moulage à l'aide des éléments des figures précédentes.
La figure 10 est un ensemble de trois variantes de section d'une saillie d'un insert.
La figure 11 est un ensemble de six schémas représentant un moule au cours d'une autre mise en œuvre du procédé selon l'invention.
On se réfère maintenant à la figure 1 , qui comprend six schémas a, b, c, d, e, f représentant un moule en deux parties lors de six étapes successives d'un procédé de fabrication d'une pièce en matériau polymère.
Le moule est monté sur une presse (non représentée) ayant un plateau fixe 1 et un plateau mobile 3.
Le moule comprend une matrice 5, qui est montée sur le plateau fixe 1 de la presse, et un poinçon 7, monté sur le plateau mobile 3.
Le moule est du type à chambre de compression, ce qui signifie que, pendant son mouvement de fermeture depuis sa position ouverte (étapes a, b ,ç_ sur la figure 1 ), il arrive un moment où l'empreinte du moule est un espace fermé 9, comme on le voit sur le schéma d. A ce moment, le moule est dans une position fermée de remplissage. L'espace 9 a bien entendu un volume supérieur à celui de l'empreinte du moule, qui est définie lorsque le moule a atteint la position de moulage, et qui correspond à la pièce finie. Pendant toutes les positions fermées de remplissage et jusqu'à la position de moulage (étape e), le poinçon 7 coulisse comme un piston le long d'une surface qui délimite une chambre de compression. L'étanchéité du moule vis-à-vis de la matière qui flue dans le moule pour réaliser la pièce finie est en principe assurée au niveau de la chambre de compression.
Dans le cas du moule de la figure 1 , la surface délimitant la chambre de compression est constituée par une cale mobile périphérique 11 , qui peut prendre une position rentrée (étape a) dans la partie mobile 3 de la presse et une position sortie (étape d). Cette cale mobile 11 , qui, bien que dessinée d'un seul tenant, peut être en plusieurs morceaux, remplit deux fonctions.
D'une part, elle constitue, par sa face intérieure 11 b, la surface précitée contre laquelle coulisse le poinçon 7. A cet effet, un jeu g. de 0,05 mm (voir figure 5) est laissé entre la surface intérieure 11 b de la cale mobile 11 et le poinçon 7. Ce jeu permet en outre d'assurer une fonction d'évent, permettant à des gaz emprisonnés dans l'empreinte de s'échapper pendant le remplissage du moule par le matériau polymère.
D'autre part, par sa face inférieure 11 a, la cale 11 forme, avec une zone de calage ayant une face 13 prévue sur la matrice 5, en regard de la face 11 a de cale mobile 1 1 , un moyen d'immobilisation d'un ou plusieurs inserts qui seront décrits ultérieurement. La cale mobile 11 est d'un seul tenant avec un cadre qui est monté sur des vérins 12 portés par le poinçon 7 de manière à pouvoir se rapprocher de la zone de calage 13 avant que le poinçon 7 ne s'engage par coulissement dans la chambre de compression. Dans une variante non représentée, la cale est une pièce distincte du cadre, montée sur la face inférieure de celui-ci.
Sur les vues en perspective des figures 2, 3 et 4, on voit des inserts métalliques latéraux 15, respectivement avant 27 et arrière 29, qui sont prévus pour être placés dans le moule en position ouverte. Chaque insert a une forme allongée qui est rectiligne pour l'insert latéral 15 de la figure 2, non rectiligne pour les inserts avant 27 et arrière 29 des figures 3 et 4.
Sur les figures 3 et 4, on voit que chacun des inserts avant 27 et arrière 29 comprend une portion découverte 27a, 29a qui est destinée à être serrée par la cale mobile 11 contre la zone de calage 13 de la matrice 5 et une partie 27b, 29b qui est destinée à être surmoulée par la matière plastique.
Chacun des inserts a des contours et des perçages particuliers qui sont spécifiques au modèle de plancher à obtenir. De même, chaque insert a une section transversale coudée selon un angle particulier qui peut être différent d'un insert à l'autre ou d'un emplacement à l'autre de la longueur d'un même insert. Ces spécificités de forme des inserts ne seront pas décrites en détail dans la présente description.
Comme on le voit sur le schéma b de la figure 1 , l'insert latéral 15 est positionné sur la matrice 5 de telle sorte qu'une portion 15a dudit insert recouvre la face 13 de la zone de calage et qu'une portion 15b dudit insert est logée dans l'empreinte du moule. La portion 15b logée dans l'empreinte du moule est une partie de l'insert 15 qui est destinée à être surmoulée tandis que la portion 15a recouvrant la face 13 est une partie qui est destinée à dépasser de la pièce moulée. On désignera « portion découverte » cette dernière portion 15a de l'insert 15. La frontière 15c entre portion 15b destinée à être surmoulée et portion découverte 15a, appelée limite de surmoulage, est une ligne immatérielle schématisée par un trait discontinu sur la figure 2. La même limite de surmoulage 27c existe entre les parties 27a et 27b de l'insert avant 27. Il en va de même avec la limite de surmoulage 29c de l'insert arrière 29.
Les limites de surmoulage 15c, 27c et 29c s'étendent depuis une première extrémité A de chaque insert jusqu'à une extrémité opposée B dudit insert, sans quitter l'insert et en suivant approximativement son bord 15d, 27d, 29d qui n'est pas nécessairement rectiligne.
La matière utilisée pour le moulage est une matière plastique thermodurcissable de type SMC (pour « sheet molding coumpound »). On la dépose dans le moule ouvert, sur la matrice 5, sensiblement au milieu de l'empreinte bien que cela ne soit pas une nécessité, sous la forme d'une ébauche 17, comme cela est connu. L'étape de dépose de la matière dans le moule en position ouverte est illustrée par le schéma ç de la figure 1 .
En référence à la figure 1 , on va maintenant décrire six étapes successives du procédé de moulage selon l'invention.
Lors d'une première étape, illustrée par le schéma a, le moule est en position ouverte : le poinçon 7 est éloigné de la matrice 5 et la cale mobile 11 est rentrée dans le poinçon 7.
Lors d'une seconde étape, illustrée par le schéma b, les inserts avant, latéraux 15 et arrière 29 sont positionnés sur la zone de calage 13 de la matrice.
Lors d'une troisième étape, illustrée par le schéma ç_, une feuille de SMC 17 est déposée au milieu de l'empreinte, sur la matrice 5. Les deuxième et troisième étapes peuvent être confondues ou réalisées dans un ordre différent.
Lors d'une quatrième étape, non représentée, la partie mobile 3 est rapprochée de la partie fixe 1 , mais sans pour autant fermer moule, c'est-à-dire sans qu'aucun des éléments de la moitié supérieure du moule, à savoir le poinçon 7 et la cale mobile 11 , ne vienne au contact d'un des éléments de la moitié inférieure du moule, à savoir la matrice 5. Le moule n'a donc pas encore atteint ses positions fermées de remplissage.
Dans une cinquième étape, les vérins 12 sont ensuite actionnés pour faire descendre la cale mobile 11 en direction de la zone de calage 13 de la matrice, comme illustré par le schéma d. Ce faisant, la face 11 a de la cale mobile 11 vient prendre appui contre les portions découvertes 15a des inserts avant, latéraux 15 et arrière, bloquant fermement ces derniers en position contre la face 13 de la zone de calage.
Ainsi positionnée, la cale mobile 11 remplit ses deux fonctions : d'une part, elle maintient les inserts en position en vue du remplissage de l'empreinte du moule par fluage de la matière 17, d'autre part, elle constitue une chambre de compression. L'empreinte du moule, délimitée par le poinçon 7, la cale mobile 11 et la matrice 5, est donc fermée, mais ne définit pas encore la forme de la pièce à obtenir. Le moule est en position fermée de remplissage.
Lors d'une sixième étape, illustrée par le schéma e, la partie mobile 3 de la presse poursuit son trajet en direction de la partie fixe 1. Ce faisant, le poinçon 7 poursuit son mouvement en coulissant comme un piston dans la cale 11 . La cale 11 demeure immobile en appui contre les inserts 15, tandis que les vérins 12 se replient sans réduire la pression de maintien des inserts. La face intérieure 1 1 b de la cale mobile 11 constitue la paroi latérale de la chambre de compression contre laquelle coulisse le poinçon 7. La réduction de volume de l'empreinte et l'état pâteux du matériau polymère ont pour effet que la matière 17 remplit intégralement l'empreinte du moule par fluage et vient notamment recouvrir les parties 15b des inserts 15 qui sont logées dans l'empreinte du moule. En fin de déplacement du poinçon 7, le moule se trouve en position de moulage. Le volume de l'empreinte entre le poinçon 7, la cale mobile 11 et la matrice 5 est celui de la pièce finie.
Lors d'une septième étape, illustrée par le schéma f, la partie mobile 3 de la presse est mise en mouvement dans le sens de l'ouverture du moule. La cale mobile 11 reste cette fois solidaire du poinçon 7 et remonte avec lui, replaçant ainsi le moule en position complètement ouverte. Des éjecteurs 19, prévus dans la matrice 5, soulèvent la pièce moulée 21 . Celle-ci est ensuite dégagée et les éjecteurs 19 rétractés, ce qui permet la reprise d'un cycle de moulage en partant de l'étape illustrée par le schéma a.
On va maintenant reprendre la description des quatrième et cinquième étapes ci- dessus, en référence à la figure 5. Cette figure est une vue de détail de la partie V du schéma de l'étape e. On y reconnaît la face intérieure 11 b de la cale mobile 11 , qui offre au poinçon 7 une surface de coulissement en ménageant un jeu g. On y voit également que la face inférieure 11 a comporte une saillie 23 qui vient mordre dans l'insert 15. Cette saillie 23 est agencée pour créer une contrainte locale continue sur l'insert 15 sur toute sa longueur. Dans le mode de réalisation décrit, la saillie 23 est une nervure en V qui, dans l'exemple décrit, s'étend continûment sur toute la face 1 1 a de la cale mobile 11. Dans un autre exemple (non représenté), la nervure en V pourrait ne pas être continue mais générer une contrainte continue.
Plus précisément, la saillie présente un angle d'ouverture de 90° et une hauteur de 0,2 mm par rapport à la surface 11 a. Ces grandeurs sont particulièrement adaptées pour des inserts réalisés en une tôle surmoulée de 0,67 mm avec un acier pour carrosserie de type DC04 + ZE selon la norme NF EN 10152 (indice de qualité XES selon l'ancienne norme NF 36-401 ).
D'autres formes sont également possibles pour la saillie, tant en ce qui concerne la section de la saillie qu'en ce qui concerne sa disposition sur la face 11 a de la cale mobile. Par exemple, des plots répartis régulièrement sur la face 11 a et créant une contrainte continue sur toute la longueur l'insert 15 pourraient convenir. Cette saillie pourrait avoir une section en V ou autre, telle qu'une section arrondie ou trapézoïdale, illustrées par la figure 10. La saillie peut aussi être doublée d'une deuxième saillie parallèle 23'. A titre d'exemple, la largeur d'une saillie ronde peut être comprise entre 0,4 mm et 0,8 mm avec une hauteur de 0,2 mm.
La contrainte locale créée par la saillie 23 se propage dans l'insert 15 dans toute une région 25 autour de la zone mordue par la saillie. En particulier la contrainte locale a pour effet d'augmenter la pression entre l'insert 15 et la cale mobile 11 mais aussi entre l'insert 15 et la face 13 de la zone de calage de la matrice 5.
Il en résulte que les joints formés, d'une part, entre l'insert 15 et la cale mobile 11 , d'autre part, entre l'insert 15 et la zone de calage 13, sont étanches aux gaz et au matériau polymère fluant sous pression dans le moule. On crée donc une zone d'étanchéité entre l'insert et l'une ou l'autre des faces en regard de la cale et de la zone de calage.
En revanche, le jeu g. de 0,05 mm entre le poinçon 7 et la face intérieure 11 b de la cale mobile 11 , qui constitue un évent pour le moule, permet aux gaz et au matériau polymère fluant sous pression dans l'empreinte de s'échapper.
En conséquence, si un échappement de gaz doit se produire dans la région de la cale mobile 11 , il ne peut avoir lieu qu'entre la poinçon 7 et la face intérieure 11 b de la cale mobile 11 et non entre l'insert 15 et la cale mobile 11 , ni entre l'insert 15 et la face 13 de la zone de calage de la matrice 5.
En d'autres termes, le jeu de 0,05 mm entre le poinçon 7 et la face intérieure 11 b de la cale mobile 11 constitue un évent débouchant dans l'empreinte et permettant, lors de la fermeture du moule, l'échappement de gaz contenus dans l'empreinte. Mais grâce à la saillie 23, aucun évent ne peut se former dans la portion découverte 15a de l'insert 15.
Compte tenu de la fluidité élevée de la matière plastique thermodurcissable lors de son fluage dans le moule, il n'est pas rare que les évents, qui sont prévus pour l'échappement de gaz, laissent également passer de la matière plastique liquide. Ces passages de matière plastique constituent, après refroidissement et réticulation de la matière, des bavures qu'il faut éliminer.
Grâce à l'invention, les bavures ne peuvent se former que dans le ou les évents du moule. Elles sont donc nettement dissociées des portions découvertes 15a des inserts 15 et leur élimination par ébavurage ne risque pas d'endommager lesdits inserts.
En outre, compte tenu de l'orientation de l'évent, qui est perpendiculaire aux portions découvertes 15a, 27a, 29a des inserts, les bavures pouvant se former sur la pièce sont des films de matière s'étendant perpendiculairement aux portions découvertes des inserts. En conséquence, ces films sont très faciles d'accès, ce qui facilite leur séparation d'avec la pièce, par toute technique d'ébavurage connue.
Selon l'invention, il est important que chaque insert comprenne deux parties : - l'une, destinée à rester découverte, qui sera pincée par la cale mobile 11 et
-l'autre, destinée à être surmoulée par la matière plastique,
avec une limite de surmoulage entre l'une et l'autre partie.
Dans le mode de réalisation de la figure 11 , on utilise un moule dont la partie mobile est au moins un noyau mobile 50 du poinçon et/ou de la matrice, qui peut être soit positionné en retrait pour donner à l'empreinte un volume supérieur à celui de la pièce à fabriquer, soit positionné en avant pour donner à l'empreinte du moule les dimensions de la pièce à obtenir.
Ainsi, contrairement au précédent mode de réalisation, la cale n'est pas mobile, mais, ici, la matrice 5' comporte, dans sa partie centrale, un noyau 50 mobile entre deux positions, à savoir :
-une position en retrait dans laquelle il dégage, dans l'empreinte du moule, un volume supplémentaire capable d'accueillir la feuille de matière plastique 17, de sorte que cette feuille n'occupe pas tout le volume de l'empreinte du moule, et
-une position d'affleurement dans laquelle le noyau occupe ce volume supplémentaire.
Un jeu ÇL' de 0,05 mm est ménagé entre le noyau 50 et la matrice 5' et constitue un évent permettant l'échappement des gaz emprisonnés dans l'empreinte lors de son remplissage par le matériau polymère.
Une zone de calage est constituée par un épaulement 11 a' du poinçon 7' et une autre zone de calage 13' est la même que sur la matrice de la figure 1.
On exécute d'abord les étapes des schémas a, b et c, comme déjà expliqué en référence à la figure 1 . A l'étape a, le noyau mobile 50 est en position d'affleurement. On le place en position de retrait à l'étape b puis, à l'étape ç_, on dépose la feuille 17 de SMC. L'ordre des étapes a, b et ç pourrait être différent sans sortir du cadre de l'invention. Ensuite, la fermeture du moule se fait alors que le noyau 50 est en position de retrait, comme illustré par le schéma d. Cette fermeture n'a pour effet que d'amener la zone de calage 11 'a en appui contre les inserts 15 pour les immobiliser en position. Le fluage du matériau polymère et le remplissage de l'empreinte du moule résultent du passage du noyau mobile 50 en position d'affleurement, comme illustré par le schéma e. Les gaz enfermés dans l'empreinte doivent alors s'échapper par des évents. L'un de ces évents est le jeu ÇL' formé entre le noyau mobile 50 et la matrice 5'. Comme dans le mode de réalisation précédent, les évents sont dissociés des surfaces de contact entre les inserts et, d'une part la zone de calage 11 a', d'autre part l'autre zone de calage 13' de la matrice 5', de sorte que les éventuelles bavures de matière qui résultent d'un passage de matériau polymère dans l'évent se produisent en des endroits éloignés des inserts.
En outre, l'orientation de l'évent perpendiculaire au plan général de la pièce facilite l'élimination des bavures.
Comme dans le mode de réalisation précédent, le cycle se termine par l'ouverture du moule et l'éjection de la pièce. Le moulage d'une nouvelle pièce peut reprendre, à partir de l'étape a.
Sur la figure 6, on voit un insert central 31 qui est prévu pour être déposé à l'intérieur du moule, au milieu de la matrice 5 de la figure 1 et qui ne se trouve donc pas en périphérie de la pièce finie.
Cet insert 31 comprend six parties 31 a qui ne doivent pas être couvertes par du matériau polymère lors du surmoulage et des parties 31 b destinées à être surmoulées, c'est-à-dire noyées dans la matière plastique lors du surmoulage.
Pour surmouler cet insert 31 , comme représenté sur la vue en coupe de la figure 7, on ajoute au poinçon 7 du moule précédemment décrit des cales mobiles 33 montées, comme la cale mobile 11 , sur des vérins (non représentés). Chaque cale mobile 33 comporte une face inférieure 33a constituant une zone de calage destinée à accueillir la face supérieure d'une partie 31 a de l'insert central 31 . Sur la matrice 5, on ajoute des plots 35 en regard des cales mobiles 33 du poinçon 7. Les plots 35 sont engagés à force dans des orifices 37 ménagés dans la matrice 5. Le fait que la matrice 5 et les plots 35 soient des pièces distinctes n'est justifié que par un souci de fabrication, de mise au point et de maintenance, mais n'a pas de lien direct avec le procédé de l'invention. On considérera que les plots 35 font partie intégrante de la matrice 5.
Chaque plot 35 comporte une face supérieure 39 constituant une zone de calage destinée à accueillir la face inférieure d'une partie 31 a de l'insert central 31.
Comme on le voit sur la figure 7, la face inférieure 33a de chaque cale mobile 33 et la face supérieure 39 de chaque plot 35 sont chacune munie d'une saillie circonférentielle 41 , respectivement 43. Les saillies 41 et 43 se trouvent en regard l'une de l'autre. Dans une variante non représentée, les saillies 41 et 43 sont décalées l'une par rapport à l'autre. Ces deux dispositions seront choisies en fonction notamment de l'épaisseur de l'insert et de la nature de l'acier dont il est constitué, afin de de ne pas le sectionner lors de la fermeture du moule.
Dans l'exemple décrit sur cette figure 7, les saillies présentent une forme en V avec un angle d'ouverture de 120° et une hauteur de 0,2 mm.
Grâce aux saillies 41 et 43, on crée une zone d'étanchéité entre l'insert et l'une ou l'autre des faces en regard de la cale et de la zone de calage, zone d'étanchéité au- delà de laquelle le matériau polymère ne s'infiltre pas.
Le surmoulage de l'insert central 31 se produit dans un moule comportant par ailleurs des évents qui sont, comme précédemment expliqué, formés par une partie mobile du moule distante des inserts.
Comme précédemment, les zones découvertes 31 a de l'insert central sont particulièrement nettes et ne comportent aucune bavure de matière plastique.
Sur la figure 9, on a représenté en perspective la pièce obtenue par moulage comprenant les inserts avant, latéraux, arrière et central précédemment décrits.
Dans un mode de réalisation particulier, la pièce réalisée peut être un plancher. A titre indicatif, un tel plancher présente une longueur de 1000 mm, une largeur de 800 mm et une profondeur variable qui est inférieure à 100 mm, pour les planchers, dits plats, et une profondeur de 400 mm pour les planchers adaptés pour recevoir une roue de secours ou tout autre composant volumineux tel qu'une batterie par exemple.
On voit que chaque insert a ses parties 15a, 27a, 29a, 31 a découvertes, c'est-à- dire non surmoulées, proprement délimitées grâce aux saillies 23, 41 et 43. Les éventuelles bavures qui se sont formées sur la pièce pendant le moulage sont limitées à la périphérie de la pièce et s'étendent perpendiculairement aux inserts, puisqu'elles sont issues du plan de joint formé par la face interne 11 b de la cale mobile 11 .
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Notamment, la forme des saillies 23, 41 , 43 peut être différente pourvu qu'elle n'altère pas la base de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
Moule pour former une pièce de véhicule automobile en matériau polymère (17) comprenant au moins un insert métallique (15, 27, 29, 31 ) partiellement surmoulé, c'est-à-dire ayant une partie (15b, 27b, 29b) destinée à être recouverte de matériau polymère et une partie destinée à ne pas l'être, la limite entre ces deux parties étant une ligne suivant un bord de l'insert, appelée limite de surmoulage (15c, 27c, 29c), le moule comprenant une matrice (5 ; 5') et un poinçon (7 ; 7') délimitant l'empreinte du moule et étant capables de prendre différentes positions entre :
- une position ouverte dans laquelle l'empreinte du moule est suffisamment ouverte pour permettre la mise en place des inserts et du matériau polymère dans le moule et,
- une position de moulage dans laquelle l'empreinte du moule est fermée et définit la forme de la pièce à obtenir,
en passant par des positions fermées de remplissage dans lesquelles l'empreinte du moule est fermée mais n'a pas encore atteint la position de moulage et le matériau polymère flue dans l'empreinte pour la remplir, ledit moule comprenant au moins une zone de calage (11 ; 11 a') portée par le poinçon et au moins une zone de calage (13 ; 13') portée par la matrice pour immobiliser au moins un insert métallique (15, 27, 29, 31 ) entre lesdites zones de calage lorsque le moule est dans ses positions fermées de remplissage, ainsi que dans sa position de moulage, lesdites zones de calage ayant des faces en regard,
le moule comprenant au moins une partie mobile (11 ; 50) apte à coulisser à jeu réduit par rapport à un élément au moins de l'ensemble constitué par la matrice
(5 ; 5') et le poinçon (7 ; 7'),
caractérisé en ce qu'il comprend, sur l'une ou l'autre des faces en regard des zones de calage (11 ; 11 a', 13 ; 13'), au moins une saillie (23 ; 41 , 43) qui est agencée pour exercer sur l'insert, lorsque le moule est dans ses positions fermées de remplissage, ainsi que dans sa position de moulage, une contrainte locale s'étendant sur une zone d'étanchéité incluant intégralement la limite de surmoulage (15c, 27c, 29c) de l'insert, de manière à empêcher que du matériau polymère fluant dans l'empreinte ne franchisse la zone d'étanchéité et ne s'infiltre entre la partie de l'insert (15, 27, 29, 31 ) destinée à ne pas être recouverte et l'une ou l'autre des faces en regard des zones de calage (11 ;
1 1 a', 13 ; 13'), et en ce que le jeu réduit permettant le coulissement de la partie mobile (11 ; 50) est en communication avec l'empreinte du moule et forme un évent apte à laisser s'échapper de l'empreinte du moule des gaz et de petites quantités de matériau polymère (17) fluant sous pression dans ladite empreinte.
2. Moule selon la revendication 1 , dont la partie mobile (11 ; 50) est coulissante selon la direction de fermeture du moule.
3. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le jeu (g ; g^) réduit permettant le coulissement de la partie mobile (11 ; 50) par rapport à un élément au moins de l'ensemble constitué par la matrice (5') et le poinçon (7) est d'environ 0,05 millimètres.
4. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la partie mobile est au moins une cale mobile (11 ) comportant une zone de calage, ladite cale étant montée sur ou étant d'un seul tenant avec un cadre mobile porté par le poinçon et entourant, à jeu (g) réduit, ledit poinçon (7).
5. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la partie mobile est au moins un noyau mobile (50) du poinçon et/ou de la matrice (5'), qui peut être soit positionné en retrait pour donner à l'empreinte un volume supérieur à celui de la pièce à fabriquer, soit positionné en avant pour donner à l'empreinte du moule les dimensions de la pièce à obtenir.
6. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'une et l'autre des faces en regard des zones de calage (11 a', 13') comportent au moins une saillie (41 , 43).
7. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la ou les saillies (41 , 43) des faces en regard des zones de calage (11 a', 13') sont périphériques à l'empreinte du moule.
8. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les sommets de la ou des saillies (41 , 43) se trouvent à hauteur constante selon la direction de fermeture du moule.
9. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel seule une face des faces en regard des zones de calage (11 , 13) comporte une saillie (23).
10. Procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de moulage utilisant un moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
1 1 . Pièce (21 ) de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle est réalisée selon le procédé de la revendication 10.
12. Pièce selon la revendication 11 , réalisée en un matériau thermodurcissable de type AMC (acronyme anglais de Advanced Moulding Compound), en BMC
(acronyme anglais de Bulk Moulding Compound ou en SMC (acronyme anglais de Sheet Moulding Compound) ou en un matériau thermoplastique, plus particulièrement à base de polyamide (PA) ou de polycarbonate (PC).
13. Plancher de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est réalisé selon le procédé de la revendication 10.
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