Brevet FR2799151A1 — publié le 20010406

PROCEDE DE FABRICATION D'UN PANNEAU COMPOSITE A 'STRUCTURE SANDWICH, NOTAMMENT POUR CARROSSERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau composite à structure sandwich, notamment pour carrosserie de véhicule automobile et le panneau de carrosserie ainsi réalisé. Il est connu dans l'industrie automobile de réaliser un panneau de carrosserie composite en enfermant dans un moule un noyau de mousse rigide entre une peau interne et une peau externe en fibres de verre puis en injectant de la résine pour imprégner les fibres des peaux et le noyau de résine. Un tel procédé de réalisation est par exemple décrit dans le document FR-2 752 769. Toutefois, un tel procédé de fabrication présente l'inconvénient de nécessiter la réalisation d'un noyau de mousse rigide préformé dans un moule spécifique ce qui augmente le coût de fabrication du panneau composite. Par ailleurs, pour obtenir une bonne cohésion entre les différents éléments du -,panneau composite et une bonne rigidité de ce dernier, le noyau de mousse rigide doit être sensiblement ajusté à la forme du logement obtenu par l'assembla-e des deux peaux, ce qui implique un positionnement précis du noyau vis-à-vis des peaux qui complique l'assemblage. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé de réalisation d'un panneau composite qui remédie aux inconvénients précités en permettant la fabrication rapide d'un panneau composite qui possède d'excellentes caractéristiques mécaniques et qui soit simple et économique à réaliser. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau composite, notamment pour carrosserie de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il consiste à: - réaliser par moulage une peau externe et une peau interne en matériau polymère, - amener la peau externe et la peau interne l'une contre l'autre dans leur position d'assemblage, les formes desdites peaux coopérant entre elles pour former un corps creux sensiblement fermé, - injecter de la mousse, de type polymère alvéolaire thermodurcissable, dans le corps creux pour remplir ce dernier et assurer la cohésion entre la peau externe et la peau interne. Selon une caractéristique de l'invention, la mousse de remplissage est une mousse polyuréthanne. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le corps creux est rempli partiellement d'une mousse à forte capacité d'absorption d'énergie, aux endroits susceptibles de subir des chocs violents, le reste du corps creux étant rempli par la mousse polyuréthanne. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la peau interne est en matériau thermoplastique. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la peau externe est revêtue d'un film plastique d'aspect peinture placé directement dans le moule. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la peau externe et la peau interne sont collées l'une sur l'autre avant l'injection de la mousse. L'invention concerne également un panneau à structure sandwich obtenu par le procédé de fabrication décrit précédemment. Selon une caractéristique du panneau composite selon l'invention, au moins une des deux peaux comporte, au niveau de la jonction entre la peau externe et la peau interne, une gouttière en creux s'étendant le long de la jonction et reliée à la cavité du panneau par au moins un canal de remplissage, la gouttière recevant de la mousse assurant la cohésion des deux peaux en bordure de panneau. Selon une autre caractéristique de la présente invention, au moins une des deux peaux comporte, au niveau de la jonction entre la peau externe et la peau interne, des plots en saillie issus de moulage servant d'entretoise entre les deux peaux et assurant l'infiltration de mousse entre les deux peaux, en bordure du panneau. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'une des deux peaux supporte une gaine souple destinée à recevoir le câblage du panneau composite une fois la mousse injectée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la gaine souple est supportée par des ergots obtenus directement de moulage avec la peau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation d'un panneau composite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la fi-ure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un C hayon de véhicule automobile selon l'invention - la figure 2 est une section longitudinale du hayon de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue agrandie en coupe partielle d'un bord de jonction entre la peau interne et la peau externe selon la ligne 111-III de la figure 1 C C - la figure 4 est une vue en perspective partielle agrandie d'un bord de la peau interne représentée seule - la figure 5 est une vue similaire à la figure 4 d'une variante de réalisation du bord de la peau interne ; la figure 6 est une section partielle de la peau externe ou interne représentée à la figure 1, au niveau d'ergots pour le maintien d'une gaine - la figure 7 est une section partielle d'une variante de réalisation d'un hayon selon l'invention au niveau du logement du moteur d'essuie-vitre. Pour faciliter la lecture des dessins, les mêmes pièces portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Par ailleurs, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurés. La figure 1 représente un hayon 1 de véhicule automobile équipé d'une vitre et d'un essuie-vitre arrière. Conformément à la figure 2, le hayon 1 est constitué d'une peau externe 2 en matériau polymère réalisant la partie visible du hayon 1 de l'extérieur du véhicule et une peau interne 3, également en matériau polymère, réalisant la face visible du côté de l'habitacle. Le volume situé entre les deux peaux 2 et 3 du hayon 1 est rempli d'une mousse alvéolaire 4 thermodurcissable dans laquelle des logements sont ménagés pour le montage des différents mécanismes que doit supporter le hayon 1, tels que le moteur de l'essuie vitre arrière, l'éclairage de la plaque d'immatriculation, ou la serrure. Le procédé de fabrication d'un tel hayon 1 va maintenant être décrit. Dans un premier temps, les peaux interne 3 et externe 2 sont réalisées dans des moules d'injection de matière thermopl astique, dans une matière pouvant posséder de faibles caractéristiques mécaniques et notamment avoir un module d'élasticité E peu élevé, inférieur à 3000 MPa. Ainsi, le matériau utilisé pour le moulage des peaux 2 et 3 pourra avantageusement être choisi parmi ceux communément utilisés pour réaliser des pièces d'habitacle ou de carrosserie du véhicule, tels que des polypropylènes chargés talc ou fibre de verre, ou non chargés, des alliages à base d'ABS, polyamide, polycarbonate, PBT légèrement chargés ou non. Dans l'exemple de réalisation décrit sur les figures 1 à 7, la peau interne 3 est réalisée par moulage d'un polypropylène non chargé, et possède une 1 surface d'aspect grainé obtenue directement de moulage, de manière connue en soi, permettant d'obtenir, sans opération supplémentaire, un aspect valorisant de la peau intérieure 3. La peau externe 2 est également réalisée par moulage d'un polypropylène et est revêtue d'un film plastique d'aspect peinture, placé directement dans le moule, afin d'obtenir à la sortie du moule une peau externe 2 peinte. A ce stade de la fabrication, la peau externe 2 ou interne 3 peut éventuellement être équipée d'une gaine souple 7, conformément à la figure 6, supportée par des ergots de maintien 8 obtenus directement de moulage avec la peau externe 2 et permettant le passage ultérieur de câbles pour alimenter, par exemple, les feux de signalisation supportés par le hayon 1. Les peaux externe 2 et interne 3 sont alors assemblées l'une sur l'autre en mettant en contact leurs bords respectifs, l'ensemble obtenu réalisant un corps creux présentant une cavité générée par la différence de galbe entre les deux peaux 2 et 3. Les peaux externe 2 et interne 3 sont ensuite amenées dans un conformateur de moussage qui maintient les deux peaux 2 et 3 assemblées l'une contre l'autre, et un polymère alvéolaire thermodurcissable 4, de type mousse polyuréthanne, est injecté entre les deux peaux 2 et 3 par un orifice prévu pour cette fonction pour remplir la cavité et assurer la cohésion du hayon 1 composite ainsi assemblé. En fonction des besoins du hayon 1 en équipements tels que moteur d'essuie-vitre, dispositif d'éclairage de plaque d'immatriculation et serrure, le conforinateur de moussage pourra comporter des pavés mobiles, non représentés sur les figures, disposés entre les deux peaux 2 et 3 aux endroits destinés à recevoir l'équipement afin d'y préserver un volume libre. Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 7, la peau interne pourra également se rapprocher localement de la peau externe aux endroits destinés à recevoir un mécanisme particulier, comme par exemple le moteur d'essuie-vitre, afin de réaliser un logement pour le montage de ce dernier. C Pour assurer une bonne cohésion des peaux 2 et 3 au niveau de leur jonction, une gouttière 5 favorisant l'infiltration de la mousse 4 est réalisée en bordure de l'une ou l'autre des peaux externe 2 ou interne 3. Cette gouttière 5, représentée à la figure 4, court le long de la bordure de la peau interne 3 et est reliée à la cavité centrale du hayon 1 par des canaux de remplissage 5a assurant le passage de la mousse polyuréthanne 4 vers la gouttière 5 lors de l'injection de la mousse 4 dans la cavité. La mousse 4 s'infiltrant dans la gouttière 5 sur tout le pourtour de la peau intérieure 3 joue alors localement le rôle d'une colle d'assemblage en faisant office de joint de colle assurant parallèlement l'étanchéité de laionction entre les deux peaux 2 et 3. Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 5, la gouttière 5 est remplacée par des plots 6 faisant saillie sur la peau interne et servant d'entretoise entre la peau externe 2 et la peau interne 3, au niveau de leurs bords en contact, pour assurer l'infiltration de mousse 4 entre les bords des deux peaux 2 et 3 lors de l'injection de mousse 4 dans la cavité du corps creux. Le hayon 1 composite ainsi obtenu présente l'avantage de posséder un très bon compromis raideur/légèreté et de nécessiter très peu d'opérations de fabrication et donc d'être rapide et peu cher à fabriquer. Par ailleurs, la rigidité structurelle du hayon est réalisée par la mousse polyuréthanne en cohésion avec les peaux interne et externe, ce qui permet d'utiliser, pour la réalisation de la peau interne et de la peau externe, des matériaux assurant une faible rigidité aux peaux. Ceci permet d'utiliser des techniques de moulage assurant directement une excellente finition des pièces moulées et permet donc de réduire le nombre d'opérations nécessaires à la fabrication de la pièce et donc le temps de cycle de fabrication. Dans une variante de réalisation du procédé selon l'invention et pour améliorer la résistance aux chocs du hayon, la partie basse du hayon, disposée sensiblement dans l'alignement du pare-chocs, pourra être localement remplie par une mousse à très forte capacité d'absorption d'énergie, le reste du hayon restant rempli par de la mousse polyuréthanne. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi, l'exemple de réalisation décrit un hayon, mais l'invention peut également être utilisée pour la fabrication de portes latérales de véhicule ou de tout autre panneau de carrosserie. Ainsi, les peaux interne et externe pourront également, dans une variante de réalisation, être collées l'une sur l'autre, de manière classique, par le dépôt d'un cordon de colle d'assemblage le long des bords des deux peaux en contact, préalablement à l'injection de mousse polyuréthanne dans la cavité du hayon. Ainsi, les logements nécessaires au montage des mécanismes tels que moteur d'essuie-vitre, dispositif d'éclairage ou serrure peuvent également être réalisés posténieurement à l'injection de la mousse par découpe par fraisage ou j et d'eau de la mousse polyuréthanne. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un panneau composite (1), notamment pour carrosserie de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il consiste à - réaliser par moulage une peau externe (2) et une peau interne (3) en matériau polymère, - amener la peau externe (2) et la peau interne (3) l'une contre l'autre dans leur position d'assemblage, les formes desdites peaux (1,2) coopérant entre elles pour former un corps creux sensiblement fermé, - injecter de la mousse (4), de type polymère alvéolaire thermodurcissable, dans le corps creux pour remplir ce dernier et assurer la cohésion entre la peau externe (2) et la peau interne (3). 2) Procédé de fabrication d'un panneau composite (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la mousse (4) de remplissage est une mousse polyuréthanne. 3) Procédé de fabrication d'un panneau composite (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps creux est rempli partiellement d'une mousse à forte capacité d'absorption d'énergie, aux endroits susceptibles de subir des chocs violents, le reste du corps creux étant rempli par la mousse polyuréthanne (4). 4) Procédé de fabrication d'un panneau composite (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la peau interne (3) est en matériau thermoplastique. 5) Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la peau interne (3) est en polypropylène grainé sur sa face apparente. 6) Procédé de fabrication d'un panneau composite (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la peau externe (2) est revêtue d'un film plastique d'aspect peinture placé directement dans le moule. 7) Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la peau externe (2) et la peau interne (3) sont collées l'une sur l'autre avant l'injection de la mousse. 8) Panneau composite (1) à structure sandwich, caractérisé en ce qu'il est obtenu à l'aide du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9) Panneau composite (1) à structure sandwich selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une des deux peaux (2,3) comporte, au niveau de la jonction entre la peau externe (3) et la peau interne (2), une gouttière (5) en creux s'étendant le long de ladite jonction et reliée à la cavité dudit panneau (1) par au moins un canal (5a) de remplissage, ladite gouttière (5) recevant de la mousse assurant la cohésion des deux peaux (2,3) en bordure de panneau. 10) Panneau composite à structure sandwich selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins une des deux peaux (2,3) comporte, au niveau de la jonction entre la peau externe (2) et la peau interne (3), des plots (6) en saillie issus de moulage servant d'entretoise entre les deux peaux (2,3) et assurant l'infiltration de mousse (4) entre les deux peaux (2,3). 11) Panneau composite (1) à structure sandwich selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'une des deux peaux (2,3) supporte une gaine souple (7) destinée à recevoir le câblage du panneau composite (1) une fois la mousse (4) injectée. 12) Panneau composite (1) à structure sandwich selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite gaine souple (7) est supportée par des ergots (8) obtenus directement de moulage avec la peau (2,3).