Brevet FR2637836A1 — publié le 19900420

PIECE MOULEE DE CARROSSERIE POUR VEHICULES, ET SON PROCEDE DE FABRICATION L'invention concerne une pièce moulée'de car- rosserie pour véhicules, et son procédé de fabrication. Actuellement, les pièces de carrosserie pour véhicules automobiles sont le plus souvent réalisées' en tôle, mais la tendance est de les remplacer, au moins pour certaines, par des pièces moulées en matière synthétique qui, entre autres avantages, résistent mieux aux petits chocs. Toutefois, ces pièces moulées sont en général réalisées dans des matières qui ne supportent pas les tem- pératures élevées, de l'ordre de 180 - 200' C par exemple, des bains dans lesquels passent nécessairement, après as- semblage, les pièces de carrosserie sur les chaînes de peinture des constructeurs automobiles. Sur ces chaînes, les pièces de carrosserie sont d'abord soumises à un traitement anti-corrosion par cata- phorèse, puis reçoivent des couches successives de pein- tures d'apprêt et de finition. Le traitement de protection par cataphorèse est sans effet sur les pièces moulées en matière synthétique, qui ne sont pas électroconductrices. La couche de protec- tion, déposée sur des pièces métalliques par cataphorèse, va donc manquer sur les pièces moulées en matière synthé- tique qui, cependant devraient être soumises à un traite- ment parfaitement identique à celui des pièces métalliques, pour éviter toute différence d'aspect en fin de chaîne. Par ailleurs, pour pouvoir être utilisées comme pièces de carrosserie sans nuire à l'esthétique des véhi- cules, les pièces moulées en matière synthétique doivent avoir de très bonnes qualités de surface. Or, pour avoir des caractéristiques mécaniques suffisantes (autoportance, rigidité, résistance mécanique, tenue en température), elles comprennent des charges, par exemple minérales, et/ou des éléments de renfort, tels qu'un mat de verre, dont la structure apparaît plus ou moins sur leur surface exté- rieure lorsque ces pièces ne sont pas moulées selon des procédés spéciaux, relativement onéreux. Ces raisons font que les pièces de carrosserie en matière synthétique sont en général traitées indépendam- ment des pièces métalliques et sont peintes avant d'être montées sur les carrosseries, ce qui se traduit par un coût plus élevé et des risques de différences de teinte entre les pièces moulées en matière synthétique et les pièces mé- talliques des carrosseries. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coQteuse & ces problèmes de la technique antérieure. Elle a pour objet des pièces de carrosserie pour véhicules, réalisées en matière synthétique, qui soient rigides et autoportantes, capables de supporter les températures élevées des chaînes de peinture des usines de construction automobile, et qui présentent de plus les as- pects de surface requis pour les pièces de la carrosserie. Elle a également pour objet des pièces de ce type qui puissent être fabriquées par moulage de façon simple et peu onéreuse. Elle a encore pour objet des pièces de ce type, qui puissent subir les traitements de protection par cata- phorèse et de peinture sur les chaînes de construction, exactement comme les autres pièces métalliques des carros- series. L'invention propose pour cela, une pièce moulée de carrosserie pour véhicules, réalisée en une matière syn- thétique polymérisée et comprenant une charge et/ou un élé- ment de renfort tel qu'un mat de verre par exemple, avec éventuellement des inserts de fixation, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matière résistant & des tempéra- tures élevées, de l'ordre de 180' - 200 C par exemple, et en ce qu'elle comprend de moulage, au moins sur sa surface extérieure visible, une couche superficielle d'un produit lisse. Une telle pièce de carrosserie peut donc passer sans inconvénients, avec les pièces métalliques, sur une chaîne de peinture d'une usine de construction automobile. Elle a de plus un bon aspect de surface et peut donc être utilisée comme pièce de carrosserie extérieure, sans nuire à l'esthétique du véhicule, car l'élément de renfort est recouvert par la couche superficielle de produit lisse. Selon une autre caractéristique de l'invention, le produit utilisé pour recouvrir ou masquer l'élément de renfort est une peinture. On forme ainsi, au moulage, une couche primaire sur laquelle seront déposées les autres couches de pein- tures d'apprêt et de finition. Avantageusement, la peinture utilisée pour for- mer la couche superficielle est électroconductrice. Ainsi, les pièces moulées en matière synthétique se comporteront en cataphorèse comme les pièces métalliques et pourront être soumises aux mêmes traitements sur les chaînes de peinture. Selon une variante de réalisation, la pièce moulée comprend une couche intermédiaire d'une autre ma- tière synthétique, entre l'élément de renfort et la couche superficielle de produit lisse. Cette couche intermédiaire de matière synthé- tique permet de masquer complètement la structure de l'élément de renfort et de la rendre invisible de l'extérieur, en donnant ainsi un aspect parfaitement lisse à la pièce moulée. La ou les matières synthétiques précitées sont du type utilisables en procédé R.I.M., telles qu'un poly- isocyanurate, un polycarbonate, un polyacrylamate, un poly- ester ou une polyurée, respectivement. L'invention propose également un procédé de fa- brication de pièces moulées de carrosserie pour véhicules, consistant à placer dans une cavité de moulage un élément de renfort, tel par exemple qu'un mat de verre, et/ou des inserts destinés à permettre la fixation ultérieure de la pièce, puis à injecter dans la cavité de moulage une ma- tière synthétique polymérisable, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer au préalable, sur des parois délimitant la cavité de moulage, une couche d'un produit fluide tel qu'une peinture, destinée à former sur la pièce moulée une couche superficielle au moins sur sa surface extérieure vi- sible, et à mouler la pièce en une matière synthétique ré- sistant à des températures élevées, de l'ordre de 180' - ' C par exemple. Selon une autre caractéristique de l'invention, après le dépôt d'une couche dudit produit sur des parois de la cavité de moulage et avant de placer un élément de ren- fort et les inserts éventuels dans cette cavité,'le procédé consiste également à déposer sur cette couche de produit une couche d'une autre matière synthétique polymérisable. Cette autre matière synthétique, ainsi que la première matière synthétique citée, sont du type utilisable en procédé R.I.M. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe d'un moule et d'une pièce selon l'invention; la figure 2 est une vue semblable à la figure 1, pour une variante de réalisation. On a donc représenté en figure i une coupe transversale partielle d'un moule 10, comprenant une partie supérieure 12 et une partie inférieure 14 appliquées l'une sur l'autre selon un plan de joint 16 et délimitant entre elles une cavité de moulage 18 à la forme de la pièce à réaliser. Cette pièce est un élément de carrosserie, par exemple un pare-chocs, une porte, une aile, un capot, etc... de véhicule automobile. Elle est réalisée par injec- tion, dans la cavité de moulage 18, d'une matière synthé- tique polymérisable, de préférence une matière utilisable en R.I.M. (Réaction-Injection-Moulage), procédé selon le- quel les différents constituants d'une matière synthétique polymérisable sont mélangés entre eux immédiatement en amont de la cavité de moulage dans une tête d'injection. Parmi les matières utilisables en R.I.M., on choisira celles capables de supporter des températures élevées, de l'ordre de 180 - 200' C, c'est-àdire des matières telles qu'un polyisocyanurate, polycarbonate, polyacrylamate, po- lyester ou analogue. Pour avoir les caractéristiques mécaniques et thermiques voulues (autoportance, rigidité, résistance mé- canique, tenue en température), la pièce moulée peut com- prendre une charge, par exemple minérale, et un élément de renfort, tel qu'un mat de verre 20 qui est en général placé sur le fond de moule, c'est-à-dire sur la paroi 22 de la cavité de moulage 18 définie par la partie inférieure 14 du moule 10. Pour éviter que la structure de l'élément de renfort 20 ne soit visible sur la surface extérieure de la pièce moulée, l'invention prévoit de déposer, sur la paroi 22, une couche 24 d'un produit tel qu'une peinture, puis de positionner dans la cavité de moulage 18, sur cette couche de produit 24, l'élément de renfort 20 et éventuellement des inserts, par exemple métalliques, qui serviront à la fixation de la pièce moulée. La peinture utilisée pour la couche 24 est avantageusement électroconductrice et auto-démoulante. Le procédé de fabrication de la pièce moulée selon l'invention est le suivant: le moule 10 étant ouvert, on dépose sur la pa- roi 22 de la partie inférieure 14 du moule une couche 24 de peinture, par exemple par pulvérisation. On place en- suite l'élément de renfort 20 et les inserts éventuels dans le fond du moule, sur la couche 24, puis on ferme le moule et on injecte dans la cavité de moulage 18 la matière synthétique polymérisable destinée à former la pièce mou- lée. On utilise de préférence le procédé R.I.M., selon le- quel les différents composants de cette matière synthétique sont mélangés immédiatement avant d'être injectés dans la cavité de moulage. Après polymérisation, le moule 10 est ouvert, pour le démoulage de la pièce de carrosserie. Ce démoulage est facilité lorsque la peinture utilisée pour former la couche superficielle 24 est auto-démoulante. La pièce moulée ainsi obtenue a un bon aspect de surface, du fait que l'élément de renfort 20 est recou- vert par la couche 24 de peinture. Ce procédé permet en particulier d'obtenir des pièces de carrosserie ayant un aspect extérieur grainé, permettant de cacher la texture de l'élément de renfort 20 recouvert par la couche de peinture 24. La pièce de carrosserie ainsi obtenue peut être assemblée à d'autres pièces de carrosserie, par exemple mé- talliques, sur une chaîne de construction, puis passée sans inconvénients dans les bains de cataphorèse et de peinture à température relativement élevée. On pourrait bien entendu obtenir un résultat semblable, si la pièce était moulée par disposition de l'élément de renfort 20 sur le fond du moule, puis injec- tion de la matière synthétique polymérisable dans la cavité de moulage, mais il serait alors nécessaire de dégraisser la surface extérieure de la pièce moulée, d'y déposer une couche de peinture primaire et de cuire cette couche avant de pouvoir assembler la pièce moulée aux autres pièces de la carrosserie, ce qui serait beaucoup plus onéreux. Dans la variante de réalisation représentée en figure 2, le procédé selon l'invention consiste d'abord à déposer une couche 24 de produit fluide, tel qu'une pein- ture, sur la paroi 22 de la partie inférieure 14 du moule, puis à déposer sur cette couche 24 une couche 26 d'une ma- tière synthétique polymérisable, ayant une épaisseur de l'ordre de 1 à 2 mm, et à placer sur cette couche 26 l'élément de renfort 20 et les inserts éventuels, avant d'injecter dans la cavité de moulage 18 une matière synthé- tique polymérisable qui est identique ou semblable à celle du procédé de la figure 1. Dans la pièce moulée ainsi obtenue, la couche 26 de matière synthétique masque complètement l'élément de renfort 20 et est elle-même recouverte par la couche 24 de peinture, de sorte que cette pièce moulée a un aspect de O10 surface de très haute qualité (de classe A selon les appel- lations américaines). La matière synthétique utilisée pour former la couche 26 est une matière polymérisable, utilisable en R.I.M., du type polyurée, qui va former une peau fine et lisse sur l'élément de renfort 20. En pratique, cette peau recouvre complètement l'élément de renfort, qui garnit la cavité de moulage. Comme la matière polymérisable utilisée pour former cette peau va venir en contact avec la surface interne de la partie supérieure 12 du moule, on peut choi- sir une matière auto-démoulante. Une pièce moulée selon l'invention peut avoir, par exemple, la composition suivante: - matière synthétique polymérisable injectée: polyisocyanurate élément de renfort 20 mat de verre - couche 26: polyuréthane bi-composant, conducteur et auto-démoulant - couche 24: polyurée. - la température et la pression d'injection dans le moule peuvent varier entre 50 et 150 C, et 3 et 40 bars respectivement, selon la matière utilisée. De façon générale, le procédé selon l'invention permet d'obtenir des pièces de carrosserie moulées en ma- tière synthétique, ayant à volonté un aspect classe A ou un aspect grainé, qui peuvent être assemblées à des pièces métalliques de carrosserie et subir ensuite les traitements habituels de cataphorèse et de peinture de ces pièces mé- talliques. REVENDICATIONS 1) Pièce moulée de carrosserie pour véhicules, réalisée en une matière synthétique polymérisée et compre- nant une charge, par exemple minérale et/ou un élément de renfort (20) tel qu'un mat de verre avec éventuellement des inserts de fixation, caractérisée en ce qu'elle est réali- sée en matière résistant à des températures élevées de l'ordre de 180' 200' C par exemple et en ce qu'elle comprend de moulage, au moins sur sa surface extérieure vi- sible, une couche superficielle (24) d'un produit lisse. 2) Pièce selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit produit est une peinture, en particulier une peinture électroconductrice. 3) Pièce selon la revendication 1 ou 2, carac- térisée en ce qu'elle comprend une couche intermédiaire (26) d'une autre matière synthétique, entre l'élément de renfort (20) et ladite couche superficielle (24) de pro- duits lisses. 4) Pièce selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la ou les matières synthétiques pré- citées sont du type utilisable en procédé R.I.M., telles qu'un polyisocyanurate, un polycarbonate, un polyacryl- amate, un polyester ou une polyurée, respectivement. 5) Procédé de fabrication de pièce moulée de carrosserie pour véhicules, consistant à placer dans une cavité de moulage (18) un élément de renfort (20), tel par exemple qu'un mat de verre et/ou des inserts destinés à permettre la fixation ultérieure de la pièce, puis à in- jecter dans la cavité de moulage une matière synthétique polymérisable, caractérisé en ce qu'il consiste A déposer au préalable, sur des parois (22) délimitant la cavité de moulage, une couche (24) d'un produit fluide, tel qu'une peinture, destinée à former sur la pièce moulée une couche superficielle, au moins sur sa surface extérieure visible, et à mouler la pièce en une matière synthétique résistant à des températures élevées, de l'ordre de 180' - 200' C par exemple. 6) Procédé selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le produit formant la couche superficielle (24) est électroconducteur. 7) Procédé selon la revendication 5 ou.6, ca- ractérisé en ce que le produit formant la.couche superfi- cielle (24) est auto-démoulant. 8) Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que, après le dépôt de ladite couche (24) sur les parois (22) de la cavité de moulage et avant de placer l'élément de renfort (20) et les inserts éven- tuels dans cette cavité, il consiste à déposer sur ladite couche (24) une couche (26) d'une autre matière synthétique polymérisable. 9) Procédé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que ladite autre couche (26) de matière synthé- tique polymérisable a une épaisseur de l'ordre de i à 2 mm. ) Procédé selon la revendication 8 ou 9, ca- ractérisé en ce que cette autre matière synthétique polymé- risable est du type utilisable en procédé R.I.M., telle par exemple qu'une polyurée. 11) Procédé selon l'une des revendications 5 à , caractérisé en ce que la matière synthétique injectée dans la cavité de moulage (18) est du type utilisable en procédé RI.M., tel par exemple qu'une polyisocyanurate, un polycarbonate, un polyacrylamate, un polyester.