Brevet FR2816876A1 — publié le 20020524

PROCEDE DE REMBORDEMENT DE PANNEAUX PAR ULTRASONS L'invention concerne un procédé de rembordement de panneaux à base notamment de thermoplastique recouvert par un substrat sous forme de couche ou de film constitué par un matériau tissé ou non tissé, dans le but d'obtenir des bordures périphériques esthétiques, et plus particulièrement un procédé par ultrasons. Le soudage par ultrason est une technique connue et est utilisé dans différents domaines. On connaît déjà un procédé de recouvrement de panneaux de tissu divulgué dans la demande internationale de brevet publiée sous le numéro WO 0023256. Le procédé décrit dans ce document consiste à assembler le tissu par vibration basse fréquence sur la surface du panneau. Ce procédé utilise donc des fréquences de vibration de l'ordre de 100 fois inférieures à celles utilisées dans l'objet de l'invention et ne permet pas de réaliser un rembordement des extrémités. On connaît aussi différents procédés d'assemblage de tissu à base de systèmes vibrant à fréquence dite ultrasonore de l'ordre de 15.000 à 80.000 Hz permettant de souder deux films ou deux couches de tissu par contact sur l'extrémité vibrante d'une ou plusieurs sonotrodes (nom communément utilisé dans le métier pour désigner l'outil ultrasonore) et ceci de façon orthogonale ou parallèle au plan assemblé. La technique de soudage par vibrations ultrasonores suivant un axe orthogonal ramené à l'assemblage d'un film sur un panneau est aujourd'hui aussi réalisée mais présente l'énorme inconvénient d'entraîner des marques inesthétiques de surbrillance par transmission vibratoire sur la surface opposée. L'autre technique de soudage par vibrations ultrasonores suivant un axe parallèle n'est à ce jour qu'une soudure par point unique obtenue sur le périmètre d'un disque et nécessitant alors un défilement continu de l'assemblage, ce qui réserve cette technologie à des matériaux assemblés souples par similitude avec la couture traditionnelle. Le procédé de la présente invention entend donc résoudre les inconvénients des procédés actuellement connus. Ainsi, le procédé selon l'invention est destiné à la réalisation d'un panneau constitué par d'un panneau support recouvert par au moins un substrat, et est du type selon lequel il est procédé à l'assemblage par ultrasons, par rembordement du panneau support par rabattement des extrémités débordantes du substrat sur le panneau support, et est caractérisé en ce que le rembordement se fait par combinaison de la tension des extrémités du substrat, et d'un soudage ultrasons suivant un axe de vibration parallèle au panneau à recouvrir. Selon une caractéristique complémentaire, dans une première phase, les extrémités débordantes des panneaux sont mises en tension sur la zone arrière et cachées du panneau à l'aide d'un mouvement parallèle ou incident par rapport au plan du panneau ; puis, dans une deuxième phase, il est procédé au soudage par vibrations ultrasonores suivant un axe parallèle au plan assemblé sous un effort perpendiculaire à ce même plan. L'invention concerne aussi les panneaux réalisés selon le procédé de l'invention de même que le dispositif destiné à mettre en oeuvre ledit procédé D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1, illustre de façon schématique une première phase du procédé. La figure 2 illustre de façon schématique une deuxième phase du procédé. Le procédé est destiné, plus particulièrement, mais non limitativement, à la réalisation, par exemple, de panneaux décoratifs (1) constitués par un panneau support (2) recouvert, par exemple, extérieurement par une ou plusieurs couches de substrats (3) réalisées dans des matériaux tissés ou non tissés. Lors du procédé d'assemblage du substrat (3) sur le panneau support (2), il est réalisé une étape qui consiste à rabattre les extrémités débordantes (4) sur la ou les surfaces opposées à la face externe et décorative d'un panneau (3) sur laquelle cette ou ces couches peuvent être adhérentes ou non. Selon l'invention, l'assemblage par ultrasons se fait par vibrations ultrasoniques par l'action d'une pluralité de sonotrodes (5) présentant à leur extrémité vibrante une ou plusieurs lignes d'excroissances sous forme de denture (6) se conformant de façon parallèle aux courbes des panneaux supports, permettant d'accrocher, dans une première phase, la couche de revêtement débordante de ces panneaux pour créer une tension de ces parties des extrémités (2) sur la zone arrière et cachée du panneau à l'aide d'un mouvement parallèle ou incident par rapport au plan du panneau pour ensuite procéder à une deuxième phase de soudage par vibrations ultrasonores suivant un axe parallèle au plan assemblé sous un effort perpendiculaire à ce même plan. Le procédé de rembordement de l'invention se fait donc par combinaison de la tension des extrémités du substrat et d'un soudage ultrasons suivant un axe de vibration parallèle au panneau à recouvrir ce qui permet d'obtenir une excellente qualité d'assemblage en évitant toute détérioration esthétique visible du substrat par changement ponctuel ou partiel de la texture de celui-ci ou par réflectivité des déformations éventuellement créées sur le panneau support. Par ailleurs, le substrat (3) recouvrant le panneau support (2) peut être une simple couche d'un élément fibreux ou non, ou un sandwich multi- couches d'éléments identiques ou différents avec ou sans liaison surfacique sur le panneau support. Par soudage, par collage, par surmoulage, ou tout autre procédé d'assemblage, il est possible de réaliser un pré-rabattement des extrémités débordantes libres par l'utilisation d'une enclume (7) de positionnement du panneau revêtu à partir d'un contour défini pour une orientation perpendiculaire des extrémités libres par rapport au plan du panneau. Afin de garantir la continuité de la ligne de soudure du substrat, il est nécessaire de juxtaposer une pluralité de sonotrodes dont les extrémités vibrantes se conforment au plus près de la forme du panneau support avec un dégagement autorisant la pénétration de cet outil vibrant sur les points de soudure sans autre contact risquant la détérioration du substrat en fonction de son épaisseur. Une réalisation préférée de ces sonotrodes est obtenue par patin dentelé, c'est-à-dire que l'extrémité latérale des sonotrodes comporte une excroissance dentelée suivant au plus près la courbure de la ligne de soudure du substrat sur le panneau. A noter que, dans le cas où, en raison des lois de la conception d'outil ultrasonore, il serait impossible de réaliser ce patin, il est alors possible de dégager partiellement l'arrière de la denture à l'aide d'une gorge de largeur et de profondeur appropriées aux dimensions des produits à assembler. La denture des sonotrodes doit présenter des angles vifs sur les arrêtes d'attaque du substrat pour autoriser un accrochage efficace en vue d'une mise sous tension correcte de celui-ci et doit avoir un pas ainsi qu'une hauteur de dent définis de façon à obtenir une conformation de la bavure de matière fondue refoulée par la pénétration de la dent en phase soudure dans l'espace intermédiaire aux dents et cela de manière proportionnelle à l'enfoncement et à l'épaisseur du substrat. Entre autre, la qualité esthétique et mécanique du rembordement nécessite le déroulement du cycle d'assemblage selon les étapes suivantes : a-mouvement relatif de la sonotrode par rapport au plan du panneau de manière parallèle ou incidente avec accrochage du substrat pour un pré- rabattement jusqu'à obtenir une pré-tension de ce dernier à une distance du panneau correspondant à l'épaisseur du substrat plus un jeu de plusieurs dixièmes de millimètre tel que notamment 0,5 mm ; b-mise en pression du substrat sur le panneau à partir d'un effort perpendiculaire de plusieurs dizaines de Newton par millimètre carré, de l'ordre de 50 à 150 N x mm2 ; c-nouveau mouvement relatif de la sonotrode par rapport au panneau avec une vitesse régulée basse pour obtenir la tension maximum souhaitée du substrat sans détérioration esthétique et sans déchirement, tout en maintenant l'effort perpendiculaire de contact ; d-déclenchement de la soudure par le lancement de l'émission ultrasonore sur l'outil vibrant avec régulation en vitesse de l'enfoncement des dents sous un effort de pression perpendiculaire constant ou variable jusqu'à l'obtention d'un temps, d'une puissance, d'une énergie, d'une profondeur ou tout autre signal ou mesure influençant la tenue mécanique recherchée, avec adjonction d'une phase de maintien sous pression des zones compactées le temps du refroidissement de la matière fusionnée pour garantir une solidification en position ; e-dégagement de la sonotrode par une première ouverture suivant l'axe perpendiculaire, suivi d'un retour en mouvement suivant l'axe parallèle ou incident. On notera que les étapes a, b, c, précédemment décrites peuvent être réalisées par étapes successives ou de manière continue par une cinématique appropriée. Pour des raisons de pliage de l'extrémité rabattue en fonction de la courbure de la bordure du panneau, il peut être nécessaire de ne pas réaliser un mouvement simultané de la pluralité de sonotrodes recouvrant la ligne d'assemblage pour privilégier un déroulement en cascade ou en séquences spécifiques avec l'adjonction éventuelle de doigts ou de peignes de pressage qui pourraient aussi réaliser prématurément la fonction d'accrochage puis d'extension du substrat. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1-Procédé de réalisation d'un panneau (1) constitué d'un panneau support (2) recouvert par au moins un substrat (3) selon lequel il est procédé à l'assemblage par ultrasons, par rembordement, du panneau support par rabattement des extrémités débordantes (4) du substrat (3) sur le panneau support (2), caractérisé en ce que le rembordement se fait par combinaison de la tension des extrémités (4) du substrat (3), et d'un soudage ultrasons suivant un axe de vibration parallèle au panneau à recouvrir. 2-Procédé de réalisation d'un panneau (1) constitué d'un panneau support (2) recouvert par au moins un substrat (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une première phase, les extrémités débordantes (4) des panneaux sont mises en tension sur la zone arrière et cachée du panneau à l'aide d'un mouvement parallèle ou incident par rapport au plan du panneau ; puis, dans une deuxième phase, il est procédé au soudage par vibrations ultrasonores suivant un axe parallèle au plan assemblé sous un effort perpendiculaire à ce même plan. 3-Panneau (1) réalisé selon le procédé des revendications précédentes. 4-Dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2.