Brevet FR2975937A1 — publié le 20121207

Procédé de moulage par injection d'un élément structurel de face avant de véhicule automobile La présente invention concerne un procédé de moulage par injection d'un élément structurel de face avant de véhicule automobile réalisé en une première matière plastique et une deuxième matière plastique différente de la première matière plastique. Un but de l'invention est de proposer un procédé de moulage par injection permettant la réalisation d'un élément structurel de face avant de véhicule automobile de façon simple et à coût faible tout en facilitant la conception de l'élément structurel de face avant. A cet effet, l'invention propose un procédé de moulage par injection d'un élément structurel de face avant de véhicule automobile réalisé en une première matière plastique et une deuxième matière plastique différente de la première matière plastique, comprenant les étapes de : - insérer au moins une écluse dans une cavité de moulage de l'élément structurel de façon à séparer la cavité de moulage en au moins deux compartiments de moulage ; - injecter une parmi la première matière et la deuxième matière dans un des deux compartiments de moulage ; - rétracter la au moins une écluse de façon à réunir les deux compartiments de moulage ; et - injecter l'autre parmi la première matière et la deuxième matière dans l'autre compartiment de moulage. Selon d'autres modes de mise en oeuvre, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'une de la première matière plastique et de la deuxième matière plastique est plus rigide et/ou plus résistante que l'autre ; - la première matière plastique et/ou la deuxième matière plastique sont(est) renforcée(s) par des fibres ; - l'élément structurel comprend au moins deux membrures allongées faisant un angle entre elles et un renfort s'étendant obliquement entre les deux membrures, le renfort étant formé par la première matière et chaque membrure étant au moins en partie formée par la deuxième matière ; - l'élément structurel comprend au moins une membrure allongée, comprenant au moins un tronçon formé par la première matière et au moins un tronçon formé par la deuxième matière ; - l'élément structurel comprend au moins une membrure allongée comprenant un tronçon intermédiaire formé par une de la première matière et de la deuxième matière entre deux tronçons d'extrémité formés par l'autre parmi la première matière et la deuxième matière ; - l'élément structurel comprend une traverse et deux montants s'étendant à partir de la traverse en formant un angle avec la traverse, l'élément structurel comprenant deux renforts, chaque renfort s'étendant obliquement entre la traverse et un montant respectif, les renforts étant formés par la première matière et au moins un tronçon de chaque montant étant formé par la deuxième matière ; - le tronçon de chaque montant auquel se raccorde le renfort est formé par la première matière et au moins un tronçon de chaque montant est formé par la deuxième matière ; - un tronçon de la traverse auquel se raccorde les renforts est formé par la première matière ; - l'élément structurel comprend une traverse inférieure reliant des extrémités inférieures des montants ; - la traverse inférieure est formée par la deuxième matière ; et - l'élément structurel est une face avant de véhicule automobile. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique en perspective de la partie avant d'un véhicule automobile comprenant une face avant obtenue par le procédé de moulage par injection selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue de face de la face avant de la Figure 1 ; et - les Figures 3 et 4 sont des vues schématiques en coupe d'un moule lors d'étapes du procédé de moulage de la face avant selon l'invention. Dans la suite de la description, les termes « longitudinal », « transversal », « avant », « arrière », « haut » et « bas » s'entendent par référence à la direction d'avancement du véhicule automobile illustrée par la flèche S sur la Figure 1. Tel qu'illustré sur la Figure 1, la partie avant de la structure 2 d'un véhicule automobile 4 comprend une paire de longerons principaux 6 et une paire de longerons d'ailes 8 et une face avant 10. Les longerons principaux 6 s'étendent sensiblement horizontalement et suivant la direction longitudinale du véhicule automobile et sont écartés transversalement l'un de l'autre. Les longerons d'aile 8 s'étendent sensiblement horizontalement et longitudinalement et étant écartés transversalement l'un de l'autre. Les longerons d'aile 8 se situent à une hauteur supérieure à celle des longerons principaux 6. La face avant 10 est fixée aux extrémités avant des longerons principaux 6 et des longerons d'aile 8. La face avant 10 est destinée à supporter des équipements fonctionnels du véhicule automobile tels qu'un radiateur d'un système de ventilation, de chauffage et de climatisation (système HVAC pour « Heating Ventilatiing and Air Conditioning »), un radiateur d'un système de refroidissement du moteur, un groupe moto-ventilateur associés au ou à chaque radiateur... Comme illustré sur la Figure 2, la face avant 10 comprend une traverse supérieure 12 s'étendant sensiblement horizontalement et transversalement, deux montants 14 s'étendant vers le bas à partir de la traverse supérieure 12. La face avant 10 comprend en outre une traverse inférieure 16 s'étendant sensiblement horizontalement et transversalement entre les extrémités inférieures des deux montants 14. La traverse supérieure 12, les montants 14 et la traverse inférieure 16 définissent des membrures allongées se rejoignant entre elles. La traverse supérieure 12, les montants 14 et la traverse inférieure 16 définissent un cadre. La traverse inférieure 16 relie les extrémités inférieures des montants 14. En variante, la face avant 10 est dépourvue de traverse inférieure. La traverse supérieure 12 se situe sensiblement à hauteur des longerons d'aile 8. La traverse supérieure 12 est prévue pour être fixée par chacune de ses extrémités latérales à un longeron d'aile 8. Les montants 14 sont espacés transversalement. Chaque montant 14 s'étend vers le bas à partir de la traverse supérieure 12. Les montants 14 sont inclinés de façon que la face avant 10 présentent une forme trapézoïdale s'évasant vers le bas et convergeant vers le haut. Les extrémités supérieures des montants 14 sont plus rapprochées que leurs extrémités inférieures. En variante, les montants 14 s'étendent sensiblement verticalement et la face avant 10 présente la forme d'un cadre rectangulaire. La face avant 10 comprend des platines 20 de fixation de la face avant 10 aux extrémités avant des longerons principaux 6. Chaque platine 20 est portée par un montant 14 respectif. Chaque platine 20 se situe entre l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieur du montant 14 correspondant, ici sensiblement à mi-hauteur. Les platines 20 se situent à la même hauteur. Chaque platine 20 fait saillie latéralement vers l'extérieur de la face avant 10 à partir du montant 14 correspondant. La face avant 10 comprend des renforts 22 d'angle obliques. Chaque renfort 22 s'étend obliquement entre un montant 14 respectif et la traverse supérieure 12. Chaque renfort 22 se raccorde au montant 14 correspondant et à la traverse supérieure 12 à distance de la liaison entre le montant 14 et la traverse supérieure 12. Chaque renfort 22 se raccorde au montant 14 correspondant sensiblement à hauteur de la platine 20 associée à ce montant 14. La face avant 10 comprend une serrure de capot 24 fixée sur la traverse supérieure 12. La serrure de capot 24 est fixée sensiblement au centre de la traverse supérieure 12. La face avant 10 est réalisée d'un seul bloc en une première matière plastique et une deuxième matière plastique différente de la première matière plastique, chacune définissant une partie respective de la face avant 10. La première matière est délimitée sur la Figure 2 en grisé. La première matière forme de manière continue chacun des renforts 22 et un tronçon central 26 de la traverse supérieure 12 situé entre les jonctions des renforts 22 à la traverse supérieure 12. La première matière forme également des tronçons intermédiaires 28 des montants 14 auxquels se raccordent les renforts 22, de manière continue avec les renforts 22. La deuxième matière forme les tronçons latéraux 30 de la traverse supérieure 12, les tronçons supérieurs 32 des montants 14 et les tronçons inférieurs 34 des montants 14. La deuxième matière forme également la traverse inférieure 16 dans son ensemble. La serrure de capot 24 se situe sur le tronçon central 26 de la traverse supérieure 12 formé par la première matière. La répartition de la première matière et de la deuxième matière pourrait être différente. Ainsi, dans une variante, la première matière forme les renforts et la deuxième matière forme les traverses 12, 16 et les montants 14 dans leur ensemble. La première matière forme les zones les plus sollicitées mécaniquement de la face avant 10, notamment lors d'un choc frontal du véhicule automobile. Avantageusement, la première partie est réalisée en une matière plastique plus rigide et/ou plus résistance que la deuxième matière plastique. La première matière et/ou la deuxième matière est(sont) par exemple renforcée par des fibres naturelles ou synthétiques, telles que des fibres de verre, de carbone, de chanvre, de coton... pour augmenter les performances mécaniques. La première matière est réalisée par exemple en polyamide (PA) ou polypropylène (PP) chargé en fibre de verre entre 10% et 40% en poids. La deuxième matière est réalisée par exemple en polyamide (PA) ou polypropylène (PP) non chargé ou chargé en fibre de verre entre 5% à 25% en poids. Tel qu'illustré sur les Figures 3 et 4, la face avant 10 est moulée par injection dans un moule 40 comprenant une première partie de moule 42 et une deuxième partie de moule 44 définissant entre elles une cavité de moulage 46 de la face avant 10 et au moins une écluse 48 mobile entre une position déployée (Figure 3) dans laquelle la ou chaque écluse 48 est insérée dans la cavité de moulage 46 et la sépare en au moins deux compartiments de moulage 50, 52 et une position rétractée (Figure 4) dans laquelle l'écluse 48 est rétractée dans une des parties de moule pour réunir les deux compartiments 50, 52. Comme illustré sur la Figure 2 par des lignes en pointillés schématisant la position des écluses 48, le moule 40 comprend une écluse 48 à chaque interface entre la première matière et la deuxième matière. Selon un procédé de moulage par injection de la face avant, on effectue les étapes suivantes: insérer la ou chaque écluse 48 dans la cavité de moulage 46 de façon à séparer les deux compartiments de moulage 50, 52 ; injecter une de la première matière et de la deuxième matière dans un des compartiments de moulage 50, 52; rétracter l'écluse 48 de façon à réunir les deux compartiments de moulage 50, 52; injecter l'autre parmi la première et la deuxième matière dans l'autre compartiment de moulage 50. Lors du moulage par injection, il est possible d'injecter la première matière dans la première étape d'injection puis la deuxième matière dans la deuxième étape d'injection ou inversement d'injecter la deuxième matière dans la première étape d'injection puis la première matière dans la deuxième étape d'injection. Le retrait de la ou chaque écluse 48 et la deuxième étape d'injection peuvent être effectués successivement ou au moins en partie simultanément. Ainsi, il est possible de commencer la deuxième étape d'injection avant d'avoir rétracté les écluses 48 du moule. Les écluses 48 doivent être rétractées avant que le front de matière résultant de la deuxième injection atteigne la matière injectée lors de la première étape d'injection. Le procédé de l'invention permet d'obtenir facilement et à faible coût une face avant de véhicule automobile formée d'un bloc dans un moule, la face avant comprenant des portions réalisées dans une première matière plastique et d'autres portions réalisées dans une deuxième matière plastique différente de la première. La face avant est réalisée d'un bloc, la première matière plastique et deuxième matière plastique se liant l'une à l'autre lors du moulage, par soudage, collage ou par prévisions de reliefs de verrouillage complémentaires. Le moulage de la première matière et de la deuxième matière sont réalisés sans ouverture du moule ce qui assure une fabrication rapide et réduit le coût de fabrication. La face avant peut ainsi être obtenue en réduisant son coût de fabrication tout en atteignant des performances mécaniques satisfaisante du fait de l'emploi local de matière plastique plus résistante pour les parties les plus sollicitées de la face avant. L'invention s'applique au moulage par injection d'une face avant en tant que telle et également à d'autres éléments pouvant faire partie de la face avant tels qu'une poutre pare-chocs, un absorbeur de chocs haute énergie, moyenne énergie ou basse énergie, un absorbeur de chocs piéton ou encore un plastron. REVENDICATIONS1.- Procédé de moulage par injection d'un élément structurel de face avant de véhicule automobile réalisé en une première matière plastique et une deuxième matière plastique différente de la première matière plastique, comprenant les étapes de : - insérer au moins une écluse (48) dans une cavité de moulage (46) de l'élément structurel de façon à séparer la cavité de moulage (46) en au moins deux compartiments de moulage (50, 52); - injecter une de la première matière et de la deuxième matière dans un (50) des deux compartiments de moulage (50, 52) ; - rétracter la au moins une écluse (48) de façon à réunir les deux compartiments de moulage (50, 52); et - injecter l'autre parmi la première matière et la deuxième matière dans l'autre compartiment de moulage (50, 52). 2.- Procédé de moulage selon la revendication 1, dans lequel l'une de la première matière plastique et de la deuxième matière plastique est plus rigide et/ou plus résistante que l'autre. 3.- Procédé de moulage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première matière plastique et/ou la deuxième matière plastique sont(est) renforcée(s) par des fibres. 4.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément structurel comprend au moins deux membrures (12, 14) allongées faisant un angle entre elles et un renfort (22) s'étendant obliquement entre les deux membrures (12, 14), le renfort (22) étant formé par la première matière et chaque membrure étant au moins en partie formée par la deuxième matière. 5.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément structurel comprend au moins une membrure allongée (12 ; 14), comprenant au moins un tronçon (26 ; 28) formé par la première matière et au moins un tronçon (30 ; 32, 34) formé par la deuxième matière. 6.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément structurel comprend au moins une membrure allongée (12 ; 14) comprenant un tronçon intermédiaire (26 ; 28) formé par une de la première matière et de la deuxième matière entre deux tronçons d'extrémité (30 ; 32, 34) formés par l'autre parmi la première matière et la deuxième matière. 7.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément structurel comprend une traverse (12) et deux montants s'étendant à partir de la traverse (12) en formant un angle avec la traverse (12), l'élément structurelcomprenant deux renforts (22), chaque renfort (22) s'étendant obliquement entre la traverse (12) et un montant respectif (14) , les renforts(22) étant formés par la première matière et au moins un tronçon de chaque montant (14) étant formée par la deuxième matière. 8.- Procédé de moulage selon la revendication 7, dans lequel le tronçon de chaque montant auquel se raccorde le renfort (22) est formé par la première matière et au moins un tronçon de chaque montant est formé par la deuxième matière. 9.- Procédé de moulage selon la revendication 7 ou 8, dans lequel un tronçon de la traverse (12) auquel se raccorde les renforts (22) est formé par la première matière. 10.- Procédé de moulage selon la revendication 8, dans lequel l'élément structurel comprend une traverse inférieure (16) reliant des extrémités inférieures des montants. 11.- Procédé de moulage selon la revendication 10, dans lequel la traverse inférieure (16) est formée par la deuxième matière. 12.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément structurel est une face avant (10) de véhicule automobile.