Brevet FR2479123A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne des pièces d'enveloppe de carrosserie, en matériau composite renforcé par des fibres, offrant un fini de surface supérieur aux pièces analogues existantes, pour véhicules automobiles. Bien que l'utilisation de matériaux renforcés par des fibres pour des pièces d'enveloppe de carrosserie de véhicules automobiles offre des avantages en raison de l'économie de poids par rapport aux pièces en tôle usuelles, et bien que de telles pièces ne soient fabriquées isolément que dans une mesure extrêmement limitée, ces pièces n'ont pas pu s imposer pour des véhicules construits en grande série car elles n'atteignent pas le fini de surface actuellement d'usage. Le fini de surface insuffisant se fait particulibrement sentir lorsque de telles pièces en matériau composite renforcé par des fibres sont construites d'une manière adaptée à la matière mise en oeuvre, c'est-à-dire lorsqu'on fabrique des pièces en une seule partie, qui disposent d'une répartition des épaisseurs de paroi adaptée aux contraintes, de nervures de renforcement, et d'oeillets de fixation ou analogues. Compte tenu de ce qui précède, l'invention a pour objet de créer des pièces d'enveloppe de carrosserie, en matériau composite renforcé par des fibres, pour véhicules automobiles qui offrent un meilleur fini de surface. A cet efèt, suivant l'invention, les surfaces tournees vers le côté visible sont revdtues d'une tôle de 0,1 à 1,0 mm d'épaisseur. L'invention vise également un procédé de fabrication d'une pièce d'enveloppe de carrosserie en matériau composite renforcé par des fibres, dans lequel une tôle préformée d'une épaisseur de 0,1 à 1,0 mm est liée au matériau composite renforcé par des fibres. Suivant d'autres caractéristiques de ce procédé . la tôle préformée est liée à une pièce préfabriquée en matériau composite renforcé par des fibres par collage . la tôle préformée est liée au matériau composite renforcé par des fibres pendant le processus de pressage de ce matériau. Comme tôles, on peut utiliser les tôles, usuelles dans la construction de carrosseries, en métaux tels que l'aluminium, le fer ou leurs alliages. Comme la fonction de support est assurée essentiellement par le matériau composite renforcé par des fibres, des épaisseurs de tôle de 0,1 à 1,0 mm et de préférence de 0,4 à 0,6 mm suffisent. La fabrication des pièces d'enveloppe de carrosserie peut s'effectuer de diverses manières. En général, la tôle métallique est amenée, dans une presse, à sa forme définitive, puis est alors liée à la pièce en matériau composite renforcé par des fibres préfabriquées, éventuellement avec utilisation d'un plilieu intermédiaire approprié tel qu'une colle, de la résine synthétique ou analogues. I1 est toutefois également possible de lier la talle préformée avec le matériau composite renforcé par des fibres pendant le processus de pressage proprement dit de celui-ci.Si la tôle est particulièrement facile à déformer, il est parfois également possible d'amener la tôle et la masse de matériau composite renforcé par des fibres, en un seul et même processus de pressage à la forme désirée mais, dans ce cas, le fini de surface est moins bon. Comme fibres pour la masse de matériau composite renforcé par des fibres, on peut utiliser des fibres techniques de toute nature, telles que des fibres de verre, de carbone ou de matière plastique. Des fibres différentes peuvent également être mises en oeuvre dans une seule et même pièce d'enveloppe. Pour obtenir un effet de sandwich, on peut, par exemple, introduire dans le moule des couches extérieures de fibres de carbone et des couches intérieures de fibres de verre puis comprimer le tout. Par application d'autres couches, on peut obtenir un renforcement à des emplacements désirés.Pour les couches - de fibres, on peut également utiliser des nappes de fibres orientées et fixées avec de la résine synthétique, nappes dans lesquelles l'orientation des fibres est adaptée à la charge ; on peut en outre utiliser des tissus en fibres de carbone ou de verre résistantes ou encore un tissu composite constitué par différents types de fibres et qui, éventuellement, présentent, dans une direction préfé- rentielle, une résistance mécanique particulière. Par un choix approprié de l'orientation des fibres, on peut également adapter la dilatation thermique de la pièce en matériau composite renforcé par des fibres à la dilatation thermique de la tôle.L'utilisation de nattes de fibres imprégnées de résine synthétique dites "feuilles pré imprégnées", qui durcissent dans le moule par chauffage, est également particulierement avantageuse. Comme résines synthétiques conviennent particu lièrement les résines synthétiques polymérisables bien connues pour ces applications telles que, par exemple, les résines époxydes, mais des matières synthétiques thermoplastiques telles que les polyamides,les copolymères d'acrylnitrile-butadiène-styrène (ABS) et les polycarbo nates sont également utilisables. Les pourcentages de résine et de fibres dans les pièces d'enveloppe peuvent varier entre de larges limites. En général, le pourcentage de fibres atteint 20 à 70 %. Pour la fabrication de pièces particulièrement légères, on s'efforce d'obtenir un pourcentage de fibres aussi élevé que possible dans la pièce d'enveloppe. Les pièces d'énveloppe brutes sont pressées et polymérisées sous application de pression et de chaleur dans un moule jusqu'à obtention de leur forme définitive (procédé de pressage à chaud). Les couches de fibres ont en outre été précédemment imprégnées de résine synthétique, ou bien ne sont imprégnées de cette résine qu' après leur introduction dans le moule, après quoi elles sont pressées et durcies ; dans le moule, on peut insérer la talle préformée, qui se lie alors solidement à la pièce en matériau composite renforcé par des fibres lors du processus de pressage et de durcissement ; il est toutefois également possible de fabriquer séparément la pièce en matériau composite renforcé par des fibres et de ne la lier solidement avec la le préformée, par collage ou aspersion, qu'après le durcissement. Dans les pièces d'enveloppe obtenues, le matériau composite renforcé par des fibres joue essentiellement le roule de support, tandis que la couche de tOle assure un fini de surface irréprochable. On obtient ainsi des pièces d'enveloppe particulièrement légères car la tôle peut être maintenue convenablement mince. Bien entendu, la tôle contribue également, dans une certaine mesure, à la rigidité de la construction. Les pièces d'enveloppe de carrosserie suivant l'invention conviennent particulièrement bien pour toutes les pièces d'une enveloppe de véhicule pouvant être fabri quées en matériau renforcé par des fibres telles que, par exemple, les capots, les portes, le couvercle arrière, le couvercle de toit ouvrant, les portes de panneau arrière, tant pour des voitures particulières que pour des véhicules utilitaires. Elles combinent un faiblé poids avec un bon amortissement des vibrations et surtout offrent un bon fini de surface. REVENDICATIONS 1. Pièce d'enveloppe de carrosserie en matériau composite renforcé par des fibres à fini de surface amélioré, ladite pièce étant caractérisée en ce que les surfaces tournées vers le côté visible sont revêtues d'une tble de 0,1 à 1,0 mm d'épaisseur. 2. Procédé de fabrication d'une pièce d'enveloppe de carrosserie en matériau composite renforcé par des fibres, caractérisé en ce qu'une tôle préformée d'une épaisseur de 0,1 à 1,0 mm est liée au matériau composite renforcé par des fibres. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une tole préformée est liee par collage à une pièce préfabriquée en matériau composite renforcé par des fibres. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une tOle préformée est liée au mais riau composite renforcé par des fibres pendant le processus de pressage de celui-ci.