WO2014023899A1 - Procédé de métallisation d'une pièce pour véhicule automobile - Google Patents

Procédé de métallisation d'une pièce pour véhicule automobile Download PDF

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WO2014023899A1
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activation solution
solution
recovered
piece
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Sophie Vidal
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Compagnie Plastic Omnium
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
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    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B13/0228—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the movement of the objects being rotative
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    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/40—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths

Definitions

  • the present invention relates to the metallization of a bodywork part for a motor vehicle, in particular a part comprising plastics material.
  • This type of process is particularly called electroless metallization process. It is thus distinguished from the metallization implemented using an electric current, such as electroplating chrome plating, during which electrochemical deposition of chromium is performed. This chromium plating process is generally expensive and polluting.
  • the metal salt spraying step also known as the spraying step, is generally preceded by a step of activating the surface of the part to be metallized, by spraying an activation solution.
  • a number of solutions are projected onto the part, which are subsequently recovered with a view to their subsequent elimination.
  • the purpose of the invention is in particular to reduce the costs and the environmental impact of the metallization process.
  • the subject of the invention is a method of metallizing a surface of a first part for a motor vehicle, the metallization being non-electrolytic, comprising a step of applying a solution of metal salts to the surface, preceded by a step of projecting an activation solution on the surface, said first projection, the projection step taking place in a closed enclosure,
  • the method further comprising the steps of:
  • the remaining activation solution is recovered in the closed chamber after it has been sprayed.
  • the recovered activation solution is used to project it again onto the surface of the first part or onto the surface of a second piece for a motor vehicle, in a step called second projection.
  • the remaining activation solution can be recovered more easily, by flow or by runoff.
  • the solution may in particular run off on walls of the enclosure or run off the surface of the part towards, for example, the bottom of the enclosure where it is recovered.
  • the chamber may not be hermetically closed.
  • the enclosure may include openings when little (or no) activating product reaches these openings and leaves the enclosure without being recovered.
  • the remaining solution of activation solution is recovered at the bottom of the chamber, by gravity.
  • the recovered solution can then be stored in a temporary storage tank before being used to project it back onto the workpiece or project it onto a second workpiece.
  • the recovered solution can be projected again on the first piece of anterior manner, simultaneous or posterior to the projection on a second piece.
  • the storage tank supplies at the same time in recovered solution several closed enclosures.
  • the non-electrolytic metallization process generally comprises, before the projection of activating solution and metal salts, a preliminary step of depositing a varnish, also called “basecoat” or primary, thus making it possible to metallize on any type of part, in particular on a part comprising plastic material.
  • the projection step of the activation solution can be followed by a rinsing step before the step of applying the metal salts.
  • the projection of metal salts is preferably followed by a step of depositing a protective varnish, also called "topcoat”.
  • activation solution or "activating product solution” is generally understood to mean a solution capable of modifying the state of the surface of the part so as to promote the initiation of an oxidation-reduction reaction and the hangs the metal particles projected later in the solution of metal salts.
  • the activation solution can activate the surface of the part by deposit, reaction, grafting of an active product to promote the deposit resulting from the subsequent spraying of metal salts.
  • the entire activation solution does not necessarily react with the surface of the room so that it is reusable, hence the recovery that can be implemented.
  • the physical properties of the activation solution such as the viscosity or evaporation rate, remain substantially constant throughout the process, so that its recovery is facilitated, unlike a conventional solution of paint, which could be more or less dry during the process.
  • metal salt solution is generally understood to mean a solution comprising oxidizing metal cations and a reducing solution.
  • the metal cations and the reducing solution are projected by two nozzles of the same sprayer, which create two mists that meet so that a layer of metal is deposited on the surface of the room.
  • the first or second part of a motor vehicle may be any part of the vehicle to which it is desired to give a metallized appearance, for example an air inlet grille, a rod, an optical outline, a hubcap, a bottom of crate, a protection strip, etc. It may be made of a thermoplastic or thermosetting or composite material.
  • the activation solution projection step lasts a certain time, so that the step of recovering part of the activation solution "after its projection" can be simultaneous with the step projecting another part of the activation solution.
  • the invention may further include one or more of the following features, taken alone or in combination.
  • the recovery and second projection steps are repeated for a period of time corresponding to the lifetime of the activation solution.
  • the life of the activation solution corresponds for example to its life taken from its preparation, that is to say its dilution from a concentrated solution. Indeed, an activation solution can degrade during its use, so that it loses its effectiveness and becomes no longer usable at after a while.
  • the activation solution is reused during the time interval during which the solution is effective, that is to say during the period of time during which the active principle contained in the activation solution can react with the surface on which it is projected.
  • an activation solution can be projected on more than two separate parts or two groups of separate parts, preferably more than ten parts or groups of parts.
  • the time period can vary from a few hours to several days. For example, the period may vary from 2 hours to 10 days, preferably from 2 hours to 5 days.
  • the recovery step of the activation solution is implemented continuously during the different stages of projection.
  • the activation solution is recovered continuously in the closed chamber, during and between the projection stages, in particular during and between the projection steps on different parts.
  • the recovery step of the activation solution is implemented punctually after each projection.
  • the recovery is stopped after a first recovery step, then is resumed later, at the end or during a second projection, especially at the end or during a projection on another room.
  • the method comprises, before the second projection step, a test step on the recovered activation solution to determine whether it can be used for the second projection. It can thus be verified that the activation solution comprises enough active ingredient to treat a second surface and can advantageously optimize the use of the activation solution.
  • the new activation solution is also sprayed during the second projection.
  • the term "new activation solution” means the activation solution that has not yet been projected onto a surface. This mixture of the new and recovered activation solutions can take place in the temporary storage tank, in particular when the reservoir contains new activation solution and the recovered activation solution is recovered in the same reservoir. after his first projection. It is also possible to add, to the recovered activation solution, a quantity of new activation solution, in particular to guarantee a good reactivity of the activation solution with the surface to be treated.
  • the activation solution comprises more than 90% by weight of solvent, preferably more than 95%, even more preferably more than 99%.
  • the activation solution is therefore weakly concentrated and its viscosity depends mainly on the solvent used.
  • the solvent is water.
  • the solution is mainly composed of water, its viscosity is close to the viscosity of the water, about 0.001 Pa.s (Pascal second).
  • the activation solution is very fluid and flows to the bottom of the enclosure where it can be collected easily. In this case, the recovery of the activation solution is particularly interesting.
  • the method comprises, before the second projection step, a step of treating the recovered activation solution before its second projection.
  • This treatment may be, for example, a filtration step of the solution to remove solid particles from inside or outside the enclosure, or the degradation of products. Indeed, these solid particles can give rise to defects in the part after metallization.
  • the first and second projection stages are implemented by a fixed mounted sprayer in the closed chamber, each part being movable in the closed chamber. It is understood that these steps can be implemented by several sprayers mounted fixed in the closed chamber.
  • the closed enclosure may be a container comprising fixed projection means and a turntable on which the one or more pieces to be metallized have been deposited, the container being closed for example by a removable cover before starting the step of projection of the activation solution.
  • the closed enclosure may also be a container or a room comprising a manipulator robot, located inside or outside the enclosure, which has the part or parts to be treated under the fixed spray means. The manipulation can also be performed by an operator.
  • the first and second projection stages are implemented by a sprayer mounted movably in the closed chamber, the part being moved for example by a conveyor in front of the sprayers.
  • a manipulator robot removes the first piece and deposits the second piece in the closed chamber.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a device for implementing certain steps of the metallization process
  • FIG. 2 is a perspective view of another embodiment of a device allowing the implementation of certain steps of the method of metallization.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device 10 for projecting an activation solution 12 onto a surface of a part 14 for a motor vehicle, with a view to metallization of this surface.
  • the piece 14 may designate a first, a second or an n-th piece as presented above, or a first, second or n-th group of pieces.
  • This piece 14 may be for example a grid, a ring, an optical outline, a handle, a hubcap.
  • the device 10 comprises an enclosure 16 having an opening 18 and closing means 20 of the opening 18, such as a cover that can take an open or closed position.
  • the enclosure 16 also comprises a turntable 22, mounted movably in the enclosure, disposed in the lower part of the enclosure 16 and intended to receive the part 14 to be metallized, as well as means 24 for projecting the solution. activation on the part 14 when it is positioned on the plate 22.
  • the projection means 24, also called sprayer 24, are fixedly mounted in the chamber 16.
  • the chamber may have a volume of between 10 L (liters) and 2 m 3 .
  • the projection means 24 comprise, in this embodiment, a tube 26 having orifices 28, in this case four orifices 28, by means of which the activation solution can be projected onto the part 14. It will be understood that the means of projection 24 are shown here schematically and they may include including means for pressurizing the activation solution 12 to project it in the form of fine droplets of liquid.
  • the device 10 also comprises a reservoir 30 for temporarily storing the activation solution 12.
  • the reservoir 30 supplies the projection means 24 in activation solution 12 through a first channel 32.
  • the activation solution is for example pumped in the tank 30 by means of a first pump.
  • the chamber 16 is also connected to the reservoir 30 via a second pipe 34, which makes it possible to recover the activation solution projected onto the part 14 after run-off from the projections on the walls of the enclosure 16 and / or after trickling of the solution activation on the surface of the workpiece 14.
  • the activation solution can be recovered and directed to the reservoir 30 by gravity or by means of a pump.
  • the device 10 furthermore comprises, in this example, means 36 for processing the recovered activation solution.
  • processing means comprise, for example, filtration means for the activation solution. They are positioned between the enclosure 16 and the tank 30. However, this location is just given as an example.
  • the reservoir 30 may optionally supply activation solution several pregnant 16, and also recover the activation solutions projected in several different speakers 16.
  • the device 10 further comprises a manipulator robot 40, for removing the part 14 and depositing in the chamber 16 another piece, identical or different. It may, however, include another means of handling a robot, such as a conveyor. The manipulation can also be performed by an operator.
  • a manipulator robot 40 for removing the part 14 and depositing in the chamber 16 another piece, identical or different. It may, however, include another means of handling a robot, such as a conveyor. The manipulation can also be performed by an operator.
  • the activation solution is a solution capable of modifying the state of the surface of the part 14 so as to favor the hangs on the metal particles projected later.
  • the activating solution may comprise stannous chloride.
  • the activating solution comprises more than 99% by weight of water. There is therefore an aqueous activation solution having a viscosity close to that of water, that is to say about 0.001 Pa.s.
  • the closure means 20 of the opening 18 of the enclosure 16, in this case a door 20, are moved so that the opening 18 is accessible.
  • the manipulator robot 40 deposits the part 14 of which at least one surface is to be metallized, acting as a first part, on the turntable 22 of the enclosure 16.
  • the door 20 is then closed, the enclosure 16 is thus closed.
  • the new activation solution that is to say having not yet been projected, is projected on the piece 14.
  • a first projection of the activation solution is thus carried out on the first 14.
  • the turntable 22 is rotated so that the part 14 is movable in the enclosure 16.
  • the activation solution being very fluid, it flows easily to the bottom of the chamber 16.
  • the activation solution trickles in particular on the walls of the chamber 16, on the part 14 and on the turntable 22. Once at the bottom of the chamber 16, it is recovered and sent to the tank 30.
  • the recovered solution is treated by the treatment means 36.
  • these processing means 36 comprise a filter which makes it possible to eliminate solid particles, such as dust, which the solution of Recovered activation might contain.
  • the recovered activation solution is stored again in the tank 30. The recovered activation solution is thus ready to be used for a new projection on the same piece 14 or a projection on another piece 14, separate from the first.
  • the first projection step of the activation solution is completed.
  • this step is relatively short, it is sufficient that the entire surface to be metallized of the part is wetted by the activation solution.
  • the door 20 of the enclosure 16 is opened, the manipulator robot 40 removes the first part 14 whose surface has been activated and which will subsequently be coated with metal salts and depositing a second piece 14 on the turntable 22.
  • the door 22 is closed.
  • the second projection is then carried out by spraying the activation solution recovered on the second part 14.
  • the activation solution contained in the reservoir is a mixture of new activation solution and recovered activation solution.
  • the first projection step can be performed with the solution having been recovered beforehand, since the projection is performed on a part and the solution is recovered to be projected on the same part or on a second part.
  • the activation solution recovered after projection onto a first part 14 in an enclosure 16 can be used to be projected into another enclosure 16 and thus onto a second part 14.
  • the recovery step of the activation solution can be implemented continuously or punctually after each projection.
  • part 14 There is shown a part 14, but one could also consider having on the plate 22 a support carrying several parts to be treated, so a group of parts.
  • the support can carry four pieces. We understand that this number is not limiting.
  • the part 14 is manipulated, that is to say deposited and removed, in the chamber 16 by a manipulator robot 40.
  • the part 14 could be manipulated by any other suitable means, even manually.
  • the recovery and second projection steps can be repeated for a period of time corresponding to the lifetime of the activation solution. After a certain period of time, which depends on the activation solution used, it no longer makes it possible to activate the surface on which it is projected or it always allows to activate the surface but the projection time of the solution must be increased, it is then advisable to change the activation solution, that is to say to no longer project the solution contained in the reservoir 30.
  • the tank 30 is then emptied and a new quantity of activating solution 12 is prepared and stored in the tank 30.
  • the enclosure 50 forms a spray booth comprising a manipulator robot 40 disposed inside the booth.
  • the size of this cabin varies depending on the size of the robot and the parts 14 to be treated. For example, its volume is between 10 m 3 to 100 m 3 .
  • the cabin comprises a floor 52 and side walls 54. It may also comprise an upper wall 56.
  • the floor 52, the side walls 54 and the upper wall 56 are partially represented in order to present the enclosure 50 in perspective.
  • the enclosure 50 comprises three sprayers 58, 60, 62 fixedly mounted in the enclosure 50.
  • This enclosure 50 may include openings, in particular to take the part 14 to be treated and deposit it after treatment. However, it is described as closed enclosure since these openings are sufficiently far from the sprayers 58, 60, 62 and that the solutions projected by these sprayers do not exit through these openings.
  • the robot 40 carries a support 64, or gripper 64, on which are fixed three parts 14 to be metallized, forming a group of parts.
  • the enclosure 50 also comprises an opening 66 for recovering the activation solution.
  • a given amount of activating solution 12 is prepared and stored in the reservoir 30.
  • the robot 40 takes the support 64 on a display stand. This display can be positioned in or out of the enclosure 50, facing an opening of the enclosure 50 sufficiently far from the sprayers. The robot will then present the parts 14 under the sprayers 58, 50, 62 which are connected to the reservoir 30. The first spray step can be performed on the three parts 14 at the same time.
  • the activation solution flows on the parts and on the side walls 54 of the enclosure 50, towards the floor 52 where it is collected towards the opening 66.
  • the recovered activation solution is, as in the first embodiment stored in the reservoir 30 before being used for a second projection.
  • the robot 40 then deposits the support 64 on the display and takes a second support 64 which it will present under the sprayers 58, 60, 62 to carry out the second spraying step.
  • the different process variants that have been described can be similarly applied.
  • the recovery step of the activation solution can be carried out continuously or discontinuously, the recovery and second projection steps can be repeated for a period of time corresponding to the service life of the activation solution, etc.
  • the sprayers 58, 60, 62 may not project the same solution.
  • the first sprayer 58 projects the activation solution
  • the second sprayer 60 projects a rinsing solution
  • the third sprayer 62 projects a solution of metal salts.
  • recovery of the activation solution can be considered in isolation from other solutions.
  • the closing means 20 may comprise a door, a hatch, a cover. Note that in the second embodiment, they are not necessary.
  • the solvent used for the activating solution is water but one could also consider using an alcohol.

Abstract

L'invention concerne un procédé de métallisation d'une surface d'une première pièce (14) pour véhicule automobile, comprenant une étape d'application d'une solution de sels métalliques sur la surface, précédée d'une étape de projection d'une solution d'activation sur la surface dans une enceinte fermée (16). Le procédé comprend en outre les étapes où l'on récupère la solution d'activation restante dans l'enceinte fermée (16) après sa projection et on utilise la solution d'activation récupérée pour la projeter sur la surface de la première pièce ou d'une deuxième pièce pour véhicule automobile.

Description

Procédé de métallisation d'une pièce pour véhicule automobile
La présente invention concerne la métallisation d'une pièce de carrosserie pour véhicule automobile, en particulier d'une pièce comprenant de la matière plastique.
On connaît déjà un procédé de métallisation de pièces par projection d'une solution comprenant des sels métalliques, le procédé ne nécessitant pas l'utilisation d'un courant électrique.
Ce type de procédé est notamment appelé procédé de métallisation non électrolytique. Il se distingue ainsi de la métallisation mise en œuvre en utilisant un courant électrique, telle que le chromage par galvanoplastie, au cours duquel on effectue un dépôt électrochimique de chrome. Ce procédé de chromage est généralement coûteux et polluant.
Il est donc particulièrement intéressant d'utiliser la métallisation par projection de sels métalliques pour donner un aspect métallique à une pièce comprenant de la matière plastique. L'étape de projection des sels métalliques, également appelée étape d'aspersion, est généralement précédée d'une étape d'activation de la surface de la pièce à métalliser, par pulvérisation d'une solution d'activation. Ainsi, on projette sur la pièce un certain nombre de solutions, qui sont par la suite récupérées en vue de leur élimination ultérieure.
L'invention a notamment pour but de réduire les coûts et l'impact environnemental du procédé de métallisation.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de métallisation d'une surface d'une première pièce pour véhicule automobile, la métallisation étant non électrolytique, comprenant une étape d'application d'une solution de sels métalliques sur la surface, précédée d'une étape de projection d'une solution d'activation sur la surface, dite première projection, l'étape de projection ayant lieu dans une enceinte fermée,
le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
on récupère la solution d'activation restante dans l'enceinte fermée après sa projection, et
- on utilise la solution d'activation récupérée pour la projeter à nouveau sur la surface de la première pièce ou sur la surface d'une deuxième pièce pour véhicule automobile, selon une étape appelée deuxième projection.
Grâce à ce procédé, on propose ainsi de récupérer la solution d'activation restante pour la réutiliser en la projetant, soit à nouveau sur la surface de la première pièce, pour s'assurer d'une très bonne application de la solution d'activation sur la pièce, soit sur la surface d'une deuxième pièce. On comprend que la deuxième pièce est une pièce distincte de la première pièce, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une autre pièce, pouvant être de forme identique ou différente de la première pièce. On augmente ainsi le nombre de pièces que l'on peut traiter, ou encore le nombre d'utilisations successives (applications, aspersions), avec un volume donné de solution d'activation et on réduit le volume de solution d'activation à éliminer pour un nombre donné de pièces traitées.
L'enceinte étant fermée, la solution d'activation restante peut être récupérée plus facilement, par écoulement ou par ruissellement. La solution peut notamment ruisseler sur des parois de l'enceinte ou ruisseler de la surface de la pièce vers, par exemple, le fond de l'enceinte où elle est récupérée.
On comprend que pour récupérer la solution d'activation, l'enceinte peut ne pas être hermétiquement fermée. Ainsi, l'enceinte peut comprendre des ouvertures dès lors que peu (ou pas) de produit activant atteint ces ouvertures et sort de l'enceinte sans pouvoir être récupéré.
Avantageusement, on récupère la solution restante de solution d'activation dans le bas de l'enceinte, par gravité. La solution récupérée peut ensuite être conservée dans un réservoir de stockage temporaire avant d'être utilisée pour la projeter à nouveau sur la pièce ou bien la projeter sur une deuxième pièce. On notera que la solution récupérée peut être projetée à nouveau sur la première pièce de façon antérieure, simultanée ou postérieure à la projection sur une deuxième pièce.
On peut par ailleurs envisager que le réservoir de stockage alimente en même temps en solution récupérée plusieurs enceintes fermées.
On notera en outre que la pièce peut subir d'autres étapes que l'application des solutions de solution d'activation et de sels métalliques. En particulier, le procédé de métallisation non électrolytique comprend généralement, avant la projection de solution d'activation et de sels métalliques, une étape préalable de dépôt d'un vernis, également appelé « basecoat » ou primaire, permettant ainsi de faire une métallisation sur tout type de pièce, en particulier sur une pièce comprenant de la matière plastique. Par ailleurs, l'étape de projection de la solution d'activation peut être suivie d'une étape de rinçage avant l'étape d'application des sels métalliques. En outre, la projection de sels métalliques est de préférence suivie d'une étape de dépôt d'un vernis de protection, également appelé « topcoat ».
On entend généralement par « solution d'activation », ou « solution de produit activant », une solution capable de modifier l'état de la surface de la pièce de façon à favoriser le démarrage d'une réaction d'oxydo-réduction et l'accroche des particules métalliques projetées ultérieurement dans la solution de sels métalliques. Ainsi, la solution d'activation peut activer la surface de la pièce par dépôt, réaction, greffage d'un produit actif permettant de favoriser le dépôt issu de la pulvérisation suivante de sels métalliques. Généralement, une fois projetée, la totalité de la solution d'activation ne réagit pas forcément avec la surface de la pièce si bien qu'elle est réutilisable, d'où la récupération qui peut être mise en œuvre. Par ailleurs, les propriétés physiques de la solution d'activation, telles que la viscosité ou la vitesse d'évaporation, restent sensiblement constantes tout au long du procédé, si bien que sa récupération est facilitée, à la différence d'une solution classique de peinture, qui pourrait être plus ou moins sèche au cours du procédé.
On entend généralement par « solution de sels métalliques » une solution comprenant des cations métalliques oxydants et une solution réductrice. Par exemple, les cations métalliques et la solution réductrice sont projetés par deux buses d'un même pulvérisateur, qui créent deux brouillards qui se rejoignent de sorte qu'une couche de métal se dépose sur la surface de la pièce.
La première ou la deuxième pièce de véhicule automobile peut être toute pièce du véhicule à laquelle on souhaite donner un aspect métallisé, par exemple une grille d'entrée d'air, un jonc, un contour d'optique, un enjoliveur, un bas de caisse, un bandeau de protection, etc. Elle peut être réalisée dans une matière thermoplastique ou thermodurcissable ou composite.
On comprend que le procédé décrit dans la présente demande de brevet peut être mis en œuvre pour la métallisation simultanée de la surface de plusieurs « premières pièces » ou de plusieurs « deuxièmes pièces », plusieurs pièces pouvant par être disposées simultanément dans l'enceinte fermée. En d'autres termes on pourra lire dans la présente description, à la place de « première pièce » ou « deuxième pièce », « premier groupe de pièces » ou « deuxième groupe de pièces ».
On comprend que généralement, l'étape de projection de solution d'activation dure un certain temps, si bien que l'étape de récupération d'une partie de la solution d'activation « après sa projection » peut être simultanée à l'étape de projection d'une autre partie de la solution d'activation.
L'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
- On répète les étapes de récupération et de deuxième projection pendant une période de temps correspondant à la durée de vie de la solution d'activation. La durée de vie de la solution d'activation correspond par exemple à sa durée de vie prise à partir de sa préparation, c'est-à-dire de sa mise à dilution à partir d'une solution concentrée. En effet, une solution d'activation peut se dégrader au cours de son utilisation, de sorte qu'elle perd de son efficacité et ne devient plus utilisable au bout d'un certain temps. Ainsi, on réutilise la solution d'activation pendant l'intervalle de temps pendant lequel la solution est efficace, c'est-à-dire pendant la période de temps pendant laquelle le principe actif contenu dans la solution d'activation peut réagir avec la surface sur laquelle il est projeté. En d'autres termes, on effectue plusieurs cycles de récupération, une solution d'activation pouvant donc être projetée sur bien plus que deux pièces distinctes ou deux groupes de pièces distincts, de préférence plus de dix pièces ou groupes de pièces. Selon le type de solution, la période de temps peut varier de quelques heures à plusieurs jours. Par exemple, la période peut varier de 2 heures à 10 jours, de préférence de 2 heures à 5 jours.
- L'étape de récupération de la solution d'activation est mise en œuvre de façon continue au cours des différentes étapes de projection. En d'autres termes, on récupère la solution d'activation de façon continue dans l'enceinte fermée, au cours et entre les étapes de projection, notamment au cours et entre les étapes de projection sur différentes pièces.
- L'étape de récupération de la solution d'activation est mise en œuvre de façon ponctuelle après chaque projection. En d'autres termes, la récupération est arrêtée après une première étape de récupération, puis est reprise ultérieurement, à l'issue ou au cours d'une seconde projection, notamment à l'issue ou au cours d'une projection sur une autre pièce.
- Le procédé comprend, avant la deuxième étape de projection, une étape de test sur la solution d'activation récupérée pour déterminer si elle peut être utilisée pour la deuxième projection. On peut ainsi vérifier que la solution d'activation comprend suffisamment de principe actif pour traiter une deuxième surface et on peut avantageusement optimiser l'utilisation de la solution d'activation.
- On projette en outre de la solution d'activation neuve pendant la deuxième projection. On entend par « solution d'activation neuve », la solution d'activation qui n'a pas encore été projetée sur une surface. Ce mélange des solutions d'activation neuve et récupérée peut avoir lieu dans le réservoir de stockage temporaire, notamment lorsque le réservoir contient de la solution d'activation neuve et que l'on récupère, dans le même réservoir, la solution d'activation récupérée après sa première projection. On peut également ajouter, à la solution d'activation récupérée, une quantité de solution d'activation neuve, afin notamment de garantir une bonne réactivité de la solution d'activation avec la surface à traiter.
- La solution d'activation comprend plus de 90% en poids de solvant, de préférence plus de 95%, encore plus préférentiellement plus de 99%. La solution d'activation est donc faiblement concentrée et sa viscosité dépend principalement du solvant utilisé.
- Le solvant est de l'eau. Lorsque la solution est principalement composée d'eau, sa viscosité est proche de la viscosité de l'eau, soit environ 0,001 Pa.s (Pascal seconde). La solution d'activation est donc très fluide et ruisselle vers le fond de l'enceinte où elle peut être collectée facilement. Dans ce cas, la récupération de la solution d'activation est particulièrement intéressante.
- Le procédé comprend, avant la deuxième étape de projection, une étape de traitement de la solution d'activation récupérée avant sa deuxième projection. Ce traitement peut être, par exemple, une étape de filtration de la solution afin d'ôter des particules solides issues de l'intérieur ou de l'extérieur de l'enceinte, ou encore de la dégradation de produits. En effet, ces particules solides peuvent donner naissance à des défauts de la pièce après métallisation.
- Les premières et deuxièmes étapes de projection sont mises en œuvre par un pulvérisateur monté fixe dans l'enceinte fermée, chaque pièce étant mobile dans l'enceinte fermée. On comprend que ces étapes peuvent être mises en œuvre par plusieurs pulvérisateurs montés fixes dans l'enceinte fermée. Par exemple, l'enceinte fermée peut être un récipient comprenant des moyens de projection fixes et un plateau tournant sur lequel on vient déposer la ou les pièces à métalliser, le récipient étant fermé par exemple par un couvercle amovible avant de commencer l'étape de projection de la solution d'activation. L'enceinte fermée peut également être un container ou une salle comprenant un robot manipulateur, se trouvant à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte, qui présente la ou les pièces à traiter sous les moyens fixes de pulvérisation. La manipulation peut également être effectuée par un opérateur.
- Les premières et deuxièmes étapes de projection sont mises en œuvre par un pulvérisateur monté mobile dans l'enceinte fermée, la pièce étant déplacée par exemple par un convoyeur devant les pulvérisateurs.
- Entre la première et la deuxième projections, un robot manipulateur retire la première pièce et dépose la deuxième pièce dans l'enceinte fermée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif permettant la mise en œuvre de certaines étapes du procédé de métallisation ; et
- la figure 2 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'un dispositif permettant la mise en œuvre de certaines étapes du procédé de métallisation.
On a représenté sur la figure 1 un premier mode de réalisation d'un dispositif 10 de projection d'une solution d'activation 12 sur une surface d'une pièce 14 pour véhicule automobile, en vue de la métallisation de cette surface. La pièce 14 peut désigner une première, une deuxième ou une n-ième pièce telles que présentées ci- dessus, ou encore un premier, deuxième ou n-ième groupe de pièces.
Cette pièce 14 peut être par exemple une grille, un jonc, un contour d'optique, une poignée, un enjoliveur.
Dans ce mode réalisation, le dispositif 10 comprend une enceinte 16 comportant une ouverture 18 et des moyens de fermeture 20 de l'ouverture 18, tels qu'un couvercle pouvant prendre une position ouverte ou fermée. L'enceinte 16 comprend par ailleurs un plateau tournant 22, monté mobile dans l'enceinte, disposé dans la partie basse de l'enceinte 16 et destiné à recevoir la pièce 14 à métalliser ainsi que des moyens 24 de projection de la solution d'activation sur la pièce 14 quand elle est positionnée sur le plateau 22. Les moyens de projection 24, aussi appelés pulvérisateur 24, sont montés fixes dans l'enceinte 16. L'enceinte peut avoir un volume comprise entre 10 L (litres) et 2 m3.
Les moyens de projection 24 comprennent, dans ce mode de réalisation, un tube 26 comportant des orifices 28, en l'espèce quatre orifices 28, grâce auxquels la solution d'activation peut être projetée sur la pièce 14. On comprend que les moyens de projection 24 sont représentés ici très schématiquement et qu'ils peuvent comprendre notamment des moyens de mise sous pression de la solution d'activation 12 pour pouvoir la projeter sous forme de fines gouttelettes de liquide.
Le dispositif 10 comprend également un réservoir 30 de stockage temporaire de la solution d'activation 12. Le réservoir 30 alimente les moyens de projection 24 en solution d'activation 12 grâce à une première canalisation 32. La solution d'activation est par exemple pompée dans le réservoir 30 au moyen d'une première pompe. L'enceinte 16 est également reliée au réservoir 30 par une deuxième canalisation 34, qui permet de récupérer la solution d'activation projetée sur la pièce 14 après ruissellement des projections sur les parois de l'enceinte 16 et/ou après ruissellement de la solution d'activation sur la surface de la pièce 14.
La solution d'activation peut être récupérée et dirigée vers le réservoir 30 par gravité ou au moyen d'une pompe.
Le dispositif 10 comprend par ailleurs, dans cet exemple, des moyens 36 de traitement de la solution d'activation récupérée. Ces moyens de traitement comprennent par exemple des moyens de filtration de la solution d'activation. Ils sont positionnés entre l'enceinte 16 et le réservoir 30. Toutefois, cette localisation est juste donnée à titre d'exemple.
On comprend que le réservoir 30 peut éventuellement alimenter en solution d'activation plusieurs enceintes 16, et également récupérer les solutions d'activation projetées dans plusieurs enceintes 16 différentes.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif 10 comprend en outre un robot manipulateur 40, permettant de retirer la pièce 14 et de déposer dans l'enceinte 16 une autre pièce, identique ou différente. Il peut toutefois comprendre un autre moyen de manutention qu'un robot, tel qu'un convoyeur. La manipulation peut également être effectuée par un opérateur.
On va maintenant décrire les étapes de projection et de récupération de la solution d'activation dans le dispositif 10.
On prépare tout d'abord une quantité donnée de solution d'activation 12 et on la stocke dans le réservoir 30. La solution d'activation est une solution capable de modifier l'état de la surface de la pièce 14 de façon à favoriser l'accroche des particules métalliques projetées ultérieurement. Selon un exemple, la solution d'activation peut comprendre du chlorure stanneux. Dans le cas présent, la solution d'activation comprend plus 99% en poids d'eau. On a donc une solution d'activation aqueuse ayant une viscosité proche de celle de l'eau, c'est-à-dire environ 0,001 Pa.s.
Les moyens de fermeture 20 de l'ouverture 18 de l'enceinte 16, dans le cas présent une porte 20, sont déplacés de sorte que l'ouverture 18 est accessible. Le robot manipulateur 40 dépose la pièce 14 dont au moins une surface est à métalliser, faisant office de première pièce, sur le plateau tournant 22 de l'enceinte 16. On ferme ensuite la porte 20, l'enceinte 16 est donc fermée.
Grâce aux moyens de projection 24, on projette la solution d'activation neuve, c'est-à-dire n'ayant pas encore été projetée, sur la pièce 14. On réalise donc une première projection de solution d'activation sur la première pièce 14. Pendant la première projection, le plateau tournant 22 est mis en rotation de sorte que la pièce 14 est mobile dans l'enceinte 16.
La solution d'activation étant très fluide, elle s'écoule facilement au fond de l'enceinte 16. La solution d'activation ruisselle notamment sur les parois de l'enceinte 16, sur la pièce 14 et sur le plateau tournant 22. Une fois au fond de l'enceinte 16, elle est récupérée et envoyée vers le réservoir 30.
Avant d'arriver au réservoir 30, la solution récupérée est traitée par les moyens de traitement 36. Par exemple, ces moyens de traitement 36 comprennent un filtre qui permet d'éliminer les particules solides, telles que des poussières, que la solution d'activation récupérée pourrait contenir. Une fois filtrée, la solution d'activation récupérée est stockée à nouveau dans le réservoir 30. La solution d'activation récupérée est ainsi prête à être utilisée pour une nouvelle projection sur la même pièce 14 ou une projection sur une autre pièce 14, distincte de la première.
Pendant ce temps, l'étape de première projection de la solution d'activation est terminée. En pratique, cette étape est relativement courte, il suffit que toute la surface à métalliser de la pièce soit mouillée par la solution d'activation.
Dans le cas où la deuxième projection a lieu sur une autre pièce 14, on ouvre la porte 20 de l'enceinte 16, le robot manipulateur 40 retire la première pièce 14 dont la surface a été activée et qui sera ultérieurement revêtue de sels métalliques et dépose une deuxième pièce 14 sur le plateau tournant 22. On ferme la porte 22.
On réalise ensuite la deuxième projection, par projection de la solution d'activation récupérée sur la deuxième pièce 14.
On comprend qu'après la première projection, la solution d'activation contenue dans le réservoir est un mélange de solution d'activation neuve et de solution d'activation récupérée. Toutefois, l'étape de première projection peut être réalisée avec de la solution ayant été récupérée préalablement, dès lors que la projection est réalisée sur une pièce et que la solution est récupérée pour être projetée sur cette même pièce ou sur une deuxième pièce.
Si le réservoir 30 alimente plusieurs enceintes 16, la solution d'activation récupérée après projection sur une première pièce 14 dans une enceinte 16 peut être utilisée pour être projetée dans une autre enceinte 16 et donc sur une deuxième pièce 14.
L'étape de récupération de la solution d'activation peut être mise en œuvre de façon continue ou ponctuelle après chaque projection.
On a représenté une pièce 14, mais on pourrait également envisager de disposer sur le plateau 22 un support portant plusieurs pièces à traiter, donc un groupe de pièces. Par exemple, le support peut porter quatre pièces. On comprend que ce nombre n'est pas limitatif.
Dans ce mode de réalisation, la pièce 14 est manipulée, c'est-à-dire déposée et retirée, dans l'enceinte 16 par un robot manipulateur 40. La pièce 14 pourrait être manipulée par tout autre moyen adéquat, voire manuellement.
On comprend que l'on peut répéter les étapes de récupération et de deuxième projection pendant une période de temps correspondant à la durée de vie de la solution d'activation. Après une certaine période de temps, qui dépend de la solution d'activation utilisée, elle ne permet plus d'activer la surface sur laquelle elle est projetée ou elle permet toujours d'activer la surface mais le temps de projection de la solution doit être augmenté, il est alors conseillé de changer la solution d'activation, c'est-à-dire de ne plus projeter la solution contenue dans le réservoir 30.
On vide alors le réservoir 30 et on prépare une nouvelle quantité donnée de solution d'activation 12 qu'on stocke dans le réservoir 30.
Alternativement, on peut envisager de réaliser un test sur la solution d'activation récupérée pour déterminer si elle peut être utilisée pour la deuxième projection. Ce test permet d'optimiser l'utilisation de la solution d'activation.
On peut également envisager, lorsque la solution d'activation est jugée trop peu active, notamment suite à ce test, d'ajouter de la solution d'activation neuve à la solution d'activation récupérée.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'enceinte 50 forme une cabine de pulvérisation comprenant un robot manipulateur 40, disposé à l'intérieur de la cabine. La taille de cette cabine varie en fonction de la taille du robot et des pièces 14 à traiter. Par exemple, son volume est compris entre 10 m3 à 100 m3.
La cabine comprend un plancher 52 et des parois latérales 54. Elle peut aussi comprendre une paroi supérieure 56. Le plancher 52, les parois latérales 54 et la paroi supérieure 56 sont représentés partiellement afin de présenter l'enceinte 50 en perspective.
L'enceinte 50 comprend trois pulvérisateurs 58, 60, 62 montés fixes dans l'enceinte 50.
On comprend que le plancher 52, les parois latérales 54 et la paroi supérieure 56 forment une enceinte fermée. Cette enceinte 50 peut comporter des ouvertures, notamment pour prendre la pièce 14 à traiter et la déposer après traitement. On la qualifie cependant d'enceinte fermée dès lors que ces ouvertures sont suffisamment éloignées des pulvérisateurs 58, 60, 62 et que les solutions projetées par ces pulvérisateurs ne sortent pas par ces ouvertures.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le robot 40 porte un support 64, ou préhenseur 64, sur lequel sont fixées trois pièces 14 à métalliser, formant un groupe de pièces. L'enceinte 50 comporte également une ouverture 66 de récupération de la solution d'activation.
On va maintenant décrire les étapes de projection et de récupération de la solution d'activation dans l'enceinte 50 de ce deuxième mode de réalisation.
On prépare une quantité donnée de solution d'activation 12 et on la stocke dans le réservoir 30.
Le robot 40 prend le support 64 sur un présentoir. Ce présentoir peut être positionné dans ou hors de l'enceinte 50, face à une ouverture de l'enceinte 50 suffisamment éloignée des pulvérisateurs. Le robot va ensuite présenter les pièces 14 sous les pulvérisateurs 58, 50, 62 qui sont reliés au réservoir 30. L'étape de première pulvérisation peut donc être réalisée sur les trois pièces 14 en même temps.
La solution d'activation ruisselle sur les pièces et sur les parois latérales 54 de l'enceinte 50, vers le plancher 52 où elle est collectée vers l'ouverture 66. La solution d'activation récupérée est, comme dans le premier mode de réalisation, stockée dans le réservoir 30 avant d'être utilisée pour une deuxième projection.
Le robot 40 dépose ensuite le support 64 sur le présentoir et prend un deuxième support 64 qu'il va présenter sous les pulvérisateurs 58, 60, 62 pour réaliser l'étape de deuxième pulvérisation.
Tout comme dans le mode de réalisation précédent, les différentes variantes du procédé qui ont été décrites peuvent être appliquées de façon similaire. Ainsi, notamment, l'étape de récupération de la solution d'activation peut être mise en œuvre de façon continue ou discontinue, les étapes de récupération et de deuxième projections peuvent être répétées pendant une période de temps correspondant à la durée de vie de la solution d'activation, etc.
En outre, les pulvérisateurs 58, 60, 62 peuvent ne pas projeter la même solution.
Ainsi, on peut envisager que le premier pulvérisateur 58 projette la solution d'activation, que le deuxième pulvérisateur 60 projette une solution de rinçage et le troisième pulvérisateur 62 projette une solution de sels métalliques. Dans ce cas, on peut envisager une récupération de la solution d'activation de façon isolée par rapport aux autres solutions.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés. Notamment, les moyens de fermeture 20 peuvent comprendre une porte, une trappe, un couvercle. On notera que dans le deuxième mode de réalisation, ils ne sont pas nécessaires. Le solvant utilisé pour la solution d'activation est de l'eau mais on pourrait envisager d'utiliser également un alcool.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de métallisation d'une surface d'une première pièce (14) pour véhicule automobile, la métallisation étant non électrolytique, comprenant une étape d'application d'une solution de sels métalliques sur la surface, précédée d'une étape de projection d'une solution d'activation sur la surface, dite première projection, l'étape de projection ayant lieu dans une enceinte fermée (16, 50),
caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes :
on récupère la solution d'activation restante dans l'enceinte fermée (16, 50) après sa projection, et
- on utilise la solution d'activation récupérée pour la projeter sur la surface de la première pièce ou d'une deuxième pièce (14) pour véhicule automobile, selon une étape appelée deuxième projection.
2. Procédé selon la revendication précédente, au cours duquel on répète les étapes de récupération et de deuxième projection pendant une période de temps correspondant à la durée de vie de la solution d'activation.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel l'étape de récupération de la solution d'activation est mise en œuvre de façon continue au cours des différentes étapes de projection.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, au cours duquel l'étape de récupération de la solution d'activation est mise en œuvre de façon ponctuelle après chaque projection.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel on projette en outre de la solution d'activation neuve pendant la deuxième projection.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel la solution d'activation comprend plus de 90% en poids de solvant, de préférence plus de 95%, encore plus préférentiellement plus de 99%.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, avant la deuxième étape de projection, une étape de traitement de la solution d'activation récupérée avant sa deuxième projection.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel les premières et deuxièmes étapes de projection sont mises en œuvre par un pulvérisateur (24, 58, 60, 62) monté fixe dans l'enceinte fermée (16, 50), chaque pièce (14) étant montée mobile dans l'enceinte fermée (16, 50).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel, entre la première et la deuxième projections, un robot manipulateur (40) ou un convoyeur ou un opérateur (ou tout autre équipement de manutention) retire la première pièce et dépose la deuxième pièce dans l'enceinte fermée (16, 50).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, avant la deuxième étape de projection, une étape de test sur la solution d'activation récupérée pour déterminer si elle peut être utilisée pour la deuxième projection.
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