Brevet FR2915126A1 — publié le 20081024

L'invention concerne un procédé de réalisation d'un ensemble de fabrication de pièces de garniture de véhicule automobile, ces pièces possédant une couche de mousse. Il est fréquent de réaliser des pièces de garniture de véhicule automobile avec une couche de mousse. Ainsi, on connaît des pièces constituées d'un support qui est séparé d'une peau apparente par une couche de mousse. Cette couche de mousse est d'épaisseur relativement faible, alors que la pièce peut avoir des dimensions importantes dans des direc- tions perpendiculaires à la direction de l'épaisseur. Dans de telles pièces, il est indispensable que la couche de mousse soit dépourvue de défauts, c'est-à-dire ne forme pas de cavités, car la peau apparente indiquerait immédiatement un défaut d'aspect. En conséquence, lorsque ces pièces sont formées par mise en place d'une composition fluide de moussage entre le support et la peau, il est essentiel que la couche de mousse qui se forme ne délimite pas de poche de gaz pouvant créer de tels défauts d'aspect. Le problème de la suppression des poches de gaz est habituellement résolu par incorporation d'évents permettant l'évacuation de l'atmosphère gazeuse chassée par le front de mousse lorsque celle-ci se forme. La position des évents est donc primordiale, puisque c'est elle qui détermine finale-ment la présence ou non de cavités pouvant créer des défauts d'aspect. Jusqu'à présent, on a déterminé empiriquement la position de tels évents. Lorsqu'un ensemble de moulage est réalisé, puis utilisé, s'il apparaît des défauts d'aspect, c'est que les évents ne sont pas convenablement disposés et il faut modifier leur position sur l'outillage de moulage, jusqu'à ce que la totalité des poches de gaz créant des défauts ait disparu. Ce travail peut être fastidieux, surtout lorsque certaines conditions de moussage (pression d'injection, formu- lation de la composition, etc.) varient d'un essai à un autre. En effet, le gaz contenu dans l'atmosphère gazeuse de la cavité de moulage provient d'une part du gaz présent initialement dans la cavité, de l'air en général, et d'autre part du gaz qui peut être dégagé pendant le moussage de la composition. Un problème analogue se pose dans la situation dans laquelle il n'est pas possible, par exemple à cause de la forme compliquée du moule, d'inclure des évents, et c'est la position de mise en place de la composition fluide de moulage qui doit être déterminée. Ainsi, avec un ensemble de moulage réalisé, s'il apparaît des défauts d'aspect, c'est que la position de mise en place n'est pas convenable et il faut modifier cette position sur l'outillage de moulage, jusqu'à ce que la totalité des poches de gaz créant des défauts ait disparu. Il faut comprendre que, dans le présent mémoire, l'expression "position de mise en place de la composition fluide de moulage" se réfère soit à l'emplacement d'injection dans le cas d'une fabrication en moule fermé, soit la position de la quantité de composition placée sur la partie inférieure du moule dans le cas d'une fabrication en moule ouvert, c'est-à-dire lorsque la composition est chassée radialement depuis son emplacement par rapprochement de deux parties de moule au moins. De même, bien qu'on emploie le singulier pour désigner une "position de mise en place", cette expression peut s'appliquer à un moule ayant plusieurs emplacements d'injection (moule fermé) ou d'application (moule ouvert) de la composition. On pourrait envisager de modéliser numériquement l'écoulement de la mousse pour prévoir la position des évents avant la fabrication réelle des outillages de moulage. On pourrait ainsi déterminer la position au cours du temps du front de mousse en fonction des caractéristiques de mise en place (pression et débit d'injection ou quantité mise en place, soit d'une composition fluide, soit d'une mousse). Cependant, une telle modélisation serait trop sommaire pour donner des résultats fiables, car le nombre de variables ayant une incidence sur la position du front de mousse est très grand et leur importance relative est diverse. L'invention concerne un procédé de réalisation d'un tel ensemble de fabrication qui prend en compte certaines variables, notamment des variables de mise en place, telles que la pression et le débit d'injection ou la quantité mise en place, les forces d'expansion de la composition, ainsi que des forces de résistance, telles que la perte de charge subie par la composition qui s'écoule dans la cavité de moulage et les propriétés de l'atmosphère gazeuse présente dans le moule, en quantité, nature et température notamment. Dans un perfectionnement particulièrement intéressant, la modélisation est réalisée dans l'hypothèse où un évent est associé à une poche formée par l'atmosphère gazeuse jusqu'à la disparition de cette poche par évacuation de tout son gaz pratiquement, et la position de l'évent est déter- minée comme étant confondue avec l'emplacement auquel cette poche gazeuse disparaît lors de la modélisation. En d'autres termes, on modélise le front d'onde comme si l'évent avait une position idéale, sans prendre en considération le positionnement de l'évent, et on détermine ainsi la fin du trajet du front de mousse qui constitue cette position idéale. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de réalisation d'un ensemble de fabrication de pièces de garniture de véhicule automobile, chaque pièce comprenant une couche de mousse formée par mise en place d'une composition fluide de moussage dans une cavité de moulage, cette cavité ayant, pratiquement à tout emplacement, une dimension dans une direction d'épaisseur qui est très inférieure à au moins l'une des dimensions dans deux autres directions perpendiculaires à la direction de l'épaisseur, le procédé étant du type qui comprend : la détermination de la forme de la cavité du moule d'après la forme de la couche de mousse de la pièce à réaliser, au moins une étape de détermination de position choisie parmi la détermination de la position d'au moins un emplacement de mise en place de la composition fluide de mous-sage, et la détermination de la position d'au moins un évent de mise en communication de la cavité de moulage avec l'atmosphère, et la construction d'un dispositif de moulage ayant une forme de cavité et une position de mise en place au moins 5 telles qu'elles ont été déterminées dans les étapes de détermination. Selon l'invention, l'étape de détermination de position choisie comprend : la modélisation de la cavité de moulage en fonction de 10 ladite position choisie, et la modélisation de la position au cours du temps du front de la mousse qui se forme dans la cavité, en étant soumis d'une part aux forces de mise en place et aux forces d'expansion par moussage, et d'autre part à des forces de 15 résistance comprenant d'une part la perte de charge subie par la composition fluide au contact des surfaces de la cavité de moulage et d'autre part la pression exercée contre le front de mousse par l'atmosphère gazeuse présente dans la cavité de moulage, cette pression dépendant de la quantité 20 et de la température du gaz compris entre le front de mousse et les limites de la cavité distantes de l'emplacement au moins de mise en place. Dans un mode d'exécution, l'étape de détermination de position choisie comprend la détermination de la position 25 d'au moins un évent de mise en communication de la cavité de moulage avec l'atmosphère, et le procédé est tel que la modélisation de la cavité de moulage comprend la modélisation avec la position d'au moins un emplacement de mise en place, et 30 la modélisation de la position au cours du temps du front de la mousse qui se forme dans la cavité comprend la prise en compte de la variation due à la quantité de gaz qui est évacuée par un évent. De préférence, pour une poche de gaz au moins comprise 35 entre le front de mousse et les limites de la cavité dis-tantes d'un emplacement de mise en place, l'étape de modéli- sation de la position au cours du temps du front de la mousse prend en compte la quantité de gaz qui doit être évacuée par un évent, mais aucunement la position de cet évent, et elle comprend la détermination de la position du front de mousse jusqu'à la disparition de la poche de gaz, la position de l'évent étant alors déterminée comme étant confondue avec l'emplacement du front de mousse au moment de la disparition de la poche de gaz. Dans un mode d'exécution, la détermination de la position d'au moins un emplacement de mise en place de la composition fluide de moussage comprend la détermination de la position d'au moins un emplacement d'injection de cette composition, les pièces de garniture étant réalisées par un procédé en moule fermé. De préférence, l'étape de modélisation de la position au cours du temps du front de mousse est exécutée plusieurs fois avec variation à chaque fois d'au moins un paramètre choisi parmi la pression d'injection de la composition fluide de moussage, le débit d'injection de la composition fluide de moussage, la quantité de gaz évacuée par un éventuel dispositif évent, et la température du gaz dans la cavité de moulage. Dans un autre mode d'exécution, la détermination de la position d'au moins un emplacement de mise en place de la composition fluide de moussage comprend la détermination de la position d'application de cette composition sur une partie délimitant la cavité de moulage, les pièces de gar- niture étant réalisées par un procédé en moule ouvert. De préférence, l'étape de modélisation de la position au cours du temps du front de mousse est exécutée plusieurs fois avec variation à chaque fois d'au moins un paramètre choisi parmi la quantité de composition fluide de moussage mise en place, la quantité de gaz évacuée par un éventuel dispositif évent, et la température du gaz dans la cavité de moulage. De préférence, la quantité de gaz évacuée par un évent est définie par un paramètre géométrique de l'évent. De préférence, la composition fluide de moussage est choisie parmi une composition fluide destinée à mousser et une composition fluide en cours de moussage. En pratique, la modélisation nécessite la connaissance d'un nombre élevé de variables. Cependant, cette connaissance est déjà obtenue empiriquement lors de la fabrication de pièces réalisées depuis plusieurs années. On connaît ainsi les propriétés des compositions fluides de moulage ou des mousses utilisées pour la mise en place, par exemple par injection, en particulier leur visco- sité et les gaz dégagés dans les conditions d'utilisation. On peut en déduire la perte de charge que subit la matière 10 en cours de moussage au contact des surfaces de la cavité de moulage. On a déjà réalisé des études sur la nature de l'atmosphère gazeuse régnant dans la cavité de moulage, par prélèvement des gaz évacués par les évents des installations 15 connues. On connaît ainsi les variations de température et de composition de cette atmosphère gazeuse, notamment le rapport entre l'air et les gaz dégagés par la composition de moussage. On connaît aussi les dimensions et diverses autres 20 propriétés (perte de charge en fonction de la pression, débit) des évents utilisés dans de telles installations de fabrication. On peut donc réaliser avec une bonne approximation une évaluation de la position du front de mousse, de préférence 25 de manière indépendante de la position particulière de l'évent. Dans un exemple, au cours de l'injection de la composition qui est le plus souvent réalisée près du centre d'une installation de moulage, dans une première phase, la compo- 30 sition est entièrement entourée par l'atmosphère gazeuse qui ne forme qu'une seule poche périphérique. Ensuite, la composition atteint les limites de la cavité de moulage en un premier point puis un second, et elle délimite ainsi deux poches. La dimension de chacune des poches diminue et chaque 35 poche peut soit disparaître par évacuation de tout le gaz par un évent idéalement placé (une cavité formant un défaut d'aspect reste dans le cas contraire), soit se diviser avant de disparaître. Dans un perfectionnement avantageux de l'invention, la modélisation est effectuée dans l'hypothèse où un évent est toujours relié à une poche, cet évent ayant des propriétés définies (par exemple une relation perte de charge-débit définie par son diamètre et/ou sa longueur, etc.) mais la position de l'évent n'est pas définie jusqu'à la détermination de l'emplacement de disparition de la poche correspondante. La position idéale déterminée pour l'évent est alors cet emplacement de disparition de la poche de gaz. On ne décrit pas plus en détail la mise en oeuvre de l'invention, car elle dépend des conditions particulières d'utilisation : nature et formulation de la composition fluide de moussage ou de la mousse injectée, température et pression de la composition ou de la mousse injectée, topo- graphie différente de chaque moule, uniformité ou non de l'épaisseur de la couche de mousse, etc. Bien qu'on ait décrit un exemple appliqué à un ensemble de fabrication en moule fermé, le procédé s'applique à une réalisation en moule ouvert dans laquelle une quantité déterminée de composition fluide de moussage est appliquée en position déterminée sur une partie d'un dispositif déli- mitant une partie inférieure de la cavité de moulage, puis le reste du dispositif de moulage est approché de cette partie inférieure pour fermer la cavité. Dans ce cas, il n'existe pas d'énergie d'injection de la composition, et seule l'expansion de la mousse déplace le front de mousse. De même, l'invention s'applique aussi dans le cas où il n'est pas possible d'inclure des évents, et la position de mise en place de la composition fluide doit être déterminée. La modélisation est répétée avec modification de la position de l'emplacement de mise en place, jusqu'à la disparition des poches de gaz restantes. Dans ce cas en particulier, il peut être avantageux d'effectuer une série de modélisations correspondant à diverses valeurs de l'emplacement de mise en place, mais aussi d'autres variables, dans les plages de variation observées auparavant pendant l'utilisation : plage de variation de pression d'injection, plage de températures de l'atmosphère gazeuse, etc. Ainsi, l'avantage de l'invention est de permettre une prédiction réaliste et fiable de la position des évents et/ou de la position de mise en place de la composition sur un moule dès la conception de celui-ci, de manière rapide. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à des pièces de garniture à support, couche de mousse et peau, elle s'applique évidemment à toute installation de moulage d'une couche de mousse, d'épaisseur et/ou de forme constante ou variable. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un ensemble de fabrication de pièces de garniture de véhicule automobile, chaque pièce comprenant une couche de mousse formée par mise en place d'une composition fluide de moussage dans une cavité de moulage, cette cavité ayant, pratiquement à tout emplacement, une dimension dans une direction d'épaisseur qui est très inférieure à au moins l'une des dimensions dans deux autres directions perpendiculaires à la direction de l'épaisseur, le procédé étant du type qui comprend : la détermination de la forme de la cavité du moule d'après la forme de la couche de mousse de la pièce à réaliser, au moins une étape de détermination de position choisie parmi la détermination de la position d'au moins un emplacement de mise en place de la composition fluide de mous-sage, et la détermination de la position d'au moins un évent de mise en communication de la cavité de moulage avec l'atmosphère, et la construction d'un dispositif de moulage ayant une forme de cavité et une position de mise en place au moins telles qu'elles ont été déterminées dans les étapes de détermination, caractérisé en ce que l'étape de détermination de 25 position choisie comprend : la modélisation de la cavité de moulage en fonction de ladite position choisie, et la modélisation de la position au cours du temps du front de la mousse qui se forme dans la cavité, en étant 30 soumis d'une part aux forces de mise en place et aux forces d'expansion par moussage, et d'autre part à des forces de résistance comprenant d'une part la perte de charge subie par la composition fluide au contact des surfaces de la cavité de moulage et d'autre part la pression exercée contre 35 le front de mousse par l'atmosphère gazeuse présente dans la cavité de moulage, cette pression dépendant de la quantité et de la température du gaz compris entre le front de mousseet les limites de la cavité distantes de l'emplacement au moins de mise en place. 2. Procédé selon la revendication 1, du type dans lequel l'étape de détermination de position choisie comprend 5 la détermination de la position d'au moins un évent de mise en communication de la cavité de moulage avec l'atmo- sphère, et caractérisé en ce que la modélisation de la cavité de moulage comprend la modélisation avec la position d'au moins un emplacement de 10 mise en place, et la modélisation de la position au cours du temps du front de la mousse qui se forme dans la cavité comprend la prise en compte de la variation due à la quantité de gaz qui est évacuée par un évent. 15 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour une poche de gaz au moins comprise entre le front de mousse et les limites de la cavité distantes d'un emplacement de mise en place, l'étape de modélisation de la position au cours du temps du front de la mousse prend en 20 compte la quantité de gaz qui doit être évacuée par un évent, mais aucunement la position de cet évent, et elle comprend la détermination de la position du front de mousse jusqu'à la disparition de la poche de gaz, la position de l'évent étant alors déterminée comme étant confondue avec 25 l'emplacement du front de mousse au moment de la disparition de la poche de gaz. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la détermination de la position d'au moins un emplacement de mise en place de la composition 30 fluide de moussage comprend la détermination de la position d'au moins un emplacement d'injection de cette composition, les pièces de garniture étant réalisées par un procédé en moule fermé. 5. Procédé selon la revendications 4, caractérisé en 35 ce que l'étape de modélisation de la position au cours du temps du front de mousse est exécutée plusieurs fois avec variation à chaque fois d'au moins un paramètre choisi parmi la pression d'injection de la composition fluide demoussage, le débit d'injection de la composition fluide de moussage, la quantité de gaz évacuée par un éventuel dis-positif évent, et la température du gaz dans la cavité de moulage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la détermination de la position d'au moins un emplacement de mise en place de la composition fluide de moussage comprend la détermination de la position d'application de cette composition sur une partie délimitant la cavité de moulage, les pièces de garniture étant réalisées par un procédé en moule ouvert. 7. Procédé selon la revendications 6, caractérisé en ce que l'étape de modélisation de la position au cours du temps du front de mousse est exécutée plusieurs fois avec variation à chaque fois d'au moins un paramètre choisi parmi la quantité de composition fluide de moussage mise en place, la quantité de gaz évacuée par un éventuel dispositif évent, et la température du gaz dans la cavité de moulage. 8. Procédé selon l'une des revendications 5 et 7, caractérisé en ce que la quantité de gaz évacuée par un évent est définie par un paramètre géométrique de l'évent. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition fluide de moussage est choisie parmi une composition fluide destinée à mousser et une composition fluide en cours de moussage.