Brevet FR2967936A1 — publié le 20120601

Procédé de réalisation d'une pièce structurelle renforcée de véhicule automobile La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une pièce structurelle renforcée de véhicule automobile, du type comprenant un corps en matériau plastique pourvu d'une âme en matériau métallique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - disposer l'âme en matériau métallique dans une première cavité de moulage, - injecter un matériau plastique dans ladite première cavité de moulage, ladite cavité étant agencée pour que le matériau plastique surmoule au moins une partie de la face interne de l'âme. L'invention concerne également une pièce structurelle renforcée de véhicule automobile obtenue par un tel procédé de réalisation. Un procédé de réalisation d'une telle pièce est par exemple décrit dans le document EP-1 927 453 pour réaliser une doublure de hayon de véhicule automobile. Le procédé décrit dans ce document prévoit le surmoulage d'une âme en matériau métallique par un matériau plastique afin de réaliser la doublure de hayon renforcée. Dans ce procédé, l'âme métallique est maintenue au centre d'une cavité de moulage par des moyens de maintien et un matériau plastique est injecté dans la cavité de moulage de sorte à enrober l'âme métallique, ce qui permet d'obtenir une pièce structurelle renforcée présentant une rigidité satisfaisante. Cependant, un tel procédé ne permet pas de garantir un aspect satisfaisant de la pièce structurelle sortant de la cavité de moulage. En effet, sous l'effet de la chaleur du matériau plastique injecté dans la cavité de moulage, l'âme métallique est susceptible de se déformer, par exemple en ondulant, et une partie de cette âme déformée est susceptible de venir en contact avec la paroi de la cavité, empêchant ainsi le matériau plastique d'enrober cette partie. En sortie de cavité, on obtient alors une pièce présentant des zones dans lesquelles l'âme métallique est visible depuis l'extérieur de la pièce, ce qui est particulièrement gênant si cette zone se trouve du côté de la face externe de la pièce qui est destinée à être visible lors de l'ouverture de l'ouvrant du véhicule automobile. En effet, la pièce ne présente alors pas une qualité perçue suffisante pour être montée sur un véhicule automobile. En outre, le métal n'est pas enrobé par le matériau plastique dans les zones de maintien de l'âme métallique dans la cavité de moulage. L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé de réalisation d'une pièce structurelle renforcée présentant une qualité perçue satisfaisante en sortie de cavité de moulage, l'âme métallique étant invisible depuis l'extérieur de la pièce. A cet effet, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une pièce structurelle renforcée du type mentionné ci-dessus, dans lequel il comprend en outre les étapes suivantes : - disposer l'âme en matériau métallique surmoulée dans une deuxième cavité de moulage, - injecter un matériau plastique dans ladite deuxième cavité de moulage, ladite cavité étant agencée pour que le matériau plastique surmoule toute la face externe de l'âme. Le fait de surmouler l'âme métallique en deux étapes d'injection d'un matériau plastique permet d'éviter la présence de moyens de maintien de l'âme métallique dans le moule. En effet, une face de l'âme est d'abord recouverte par le matériau plastique, l'autre face pouvant reposer contre une paroi de première la cavité de moulage, puis l'autre face est recouverte par un matériau plastique, alors que la première face recouverte peut reposer contre une paroi de la deuxième cavité de moulage. Ainsi, l'âme n'a pas être maintenue au centre de la cavité de moulage pour être enrobée de matériau plastique. Selon d'autres caractéristiques du procédé de réalisation de l'invention : - une partie de la face externe de l'âme est en outre surmoulée par le matériau plastique au cours de l'injection du matériau plastique dans la première cavité de moulage ; - la partie surmoulée de la face externe de l'âme, surmoulée par l'injection du matériau plastique dans la première cavité de moulage, est en outre surmoulée par le matériau plastique au cours de l'injection du matériau plastique dans la deuxième cavité de moulage ; - un rebord est surmoulé sur la face externe de l'âme au cours de l'injection de matériau plastique dans la première cavité de moulage, ledit rebord étant surmoulé par le matériau plastique au cours de l'injection de matériau plastique dans la deuxième cavité de moulage ; - des nervures sont injectées sur la face interne de l'âme au cours de l'injection de matériau plastique dans la première cavité de moulage ; - l'âme est réalisée en deux pièces en matériau métallique, les faces internes desdites deux pièces étant surmoulées simultanément par du matériau plastique au cours de l'injection de matériau plastique dans la première cavité de moulage ; - une zone de jonction est injectée dans la première cavité de moulage lors du surmoulage des deux pièces formant l'âme, la zone de jonction liant lesdites deux pièces l'une à l'autre ; - une partie de pièce structurelle non renforcée est moulée d'une seule pièce avec la pièce structurelle renforcée au cours de l'injection de matériau plastique dans la première et/ou la deuxième cavités de moulage ; et - une doublure de hayon de véhicule automobile est formée par l'injection de matériau plastique dans la première et dans la deuxième cavités de moulage. L'invention concerne en outre une pièce structurelle renforcée comprenant un corps en matériau plastique et une âme en matériau métallique, ladite pièce comprenant une partie interne formée par un matériau plastique surmoulant la face interne de l'âme et une partie externe formée par un matériau plastique surmoulant la face externe de l'âme, ladite pièce étant réalisée par le procédé décrit ci-dessus. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig. 1 est une représentation schématique en coupe d'une pièce structurelle en sortie de la première cavité de moulage après la première étape d'injection d'un matériau plastique, - la Fig. 2 est une représentation schématique en coupe d'une pièce structurelle en sortie de la deuxième cavité de moulage après la deuxième étape d'injection du matériau plastique, - la Fig. 3 est une représentation schématique en perspective d'une partie de la pièce structurelle réalisée par le procédé de réalisation de l'invention. Dans la description, on désigne par « internes », les éléments tournés vers l'intérieur d'un véhicule automobile et par « externe », les éléments tournés vers l'extérieur du véhicule automobile. La pièce structurelle renforcée 1, partiellement représentée sur la Fig. 3, réalisée par le procédé selon l'invention comprend une âme 2 en matériau métallique, comprenant une face interne 4 et une face externe 6 et un ou plusieurs matériaux plastiques enrobant l'âme 2 de sorte à former une partie interne 8 formée par un matériau plastique 10 surmoulant la face interne 4 de l'âme 2 et une partie externe 12 formée par un matériau plastique 14 surmoulant la face externe 6 de l'âme 2. Le matériau plastique 10 et le matériau plastique 14 forment le corps de la pièce structurelle renforcée 1. La pièce structurelle renforcée décrite ci-dessus forme par exemple une partie d'une doublure de hayon de véhicule automobile. En particulier, comme représentée sur la Fig. 3, la pièce structurelle renforcée 1 présente une forme de gorge formant un cadre destiné à recevoir une lunette arrière de véhicule automobile. Selon un mode de réalisation particulier, la pièce structurelle renforcée 1 peut être réalisée d'une seule pièce avec le reste de la doublure de hayon, non renforcé. Comme représenté sur la Fig. 2, la pièce structurelle renforcée 1 présente une section en forme de U pour former la gorge. L'âme 2 présente également une section en forme de U si elle est formée d'une seule pièce, mais selon le mode de réalisation représenté sur les Fig. 1 et 2, l'âme 2 est formée de deux pièces 16 et 18, présentant chacune une section en forme de L. Ainsi, chaque pièce 16, 18 présente une première branche 20 formant une branche de la section en forme de U et une deuxième branche 22 formant une partie du fond de la gorge. On décrit à présent le procédé de réalisation d'une pièce structurelle renforcée 1, à partir de l'âme 2 décrite ci-dessus. Au cours d'une première étape, l'âme 2 est disposée sur le fond d'une première cavité de moulage d'un moule d'injection présentant une forme agencée pour former la partie interne 8 de la pièce structurelle renforcée. La face externe 6 de l'âme 2 est disposée contre une paroi de la cavité de moulage qui présente une forme sensiblement complémentaire de la face externe 6 de l'âme 2, c'est-à-dire une forme de gorge, de sorte que la face interne 4 de l'âme 2 soit tournée vers la première cavité de moulage. Ainsi, lorsqu'un matériau plastique 10 est injecté dans la première cavité de moulage, ce matériau 10 recouvre la face interne 4 de l'âme 2. Lorsque l'âme 2 est réalisée en deux pièces 16, 18, la deuxième branche 22 de chacune des pièces est disposée contre le fond de la première cavité de moulage et est espacée de la deuxième branche 22 de l'autre pièce formant l'âme 2, de sorte qu'une partie du fond de la première cavité de moulage n'est pas recouverte par l'âme 2. En outre, selon le mode de réalisation représenté sur les figures, l'extrémité de la deuxième branche 22 des pièces 16 et 18 forme un décrochement 24 par rapport au reste de la deuxième branche 22 de sorte qu'il existe un espace entre le fond de la première cavité et l'extrémité de la deuxième branche 22. La première cavité de moulage est fermée de façon étanche de sorte à former la partie interne 8 de la pièce structurelle 1 lorsque le matériau plastique 10 est injecté dans la première cavité de moulage. Le matériau plastique 10 recouvre la face interne 4 de l'âme 2 et joint les deux pièces 16 et 18 en formant une zone de jonction 26 enrobant les décrochements 24 des deuxièmes branches 22 desdites pièces 16 et 18 et en remplissant l'espace séparant lesdites deuxièmes branches 22. La présence des décrochements 24 permet au matériau plastique d'enrober les deux faces, interne 4 et externe 6, des décrochements 24 en remplissant l'espace séparant lesdits décrochements 24 du fond de la première cavité de moulage. On assure ainsi une liaison robuste entre les deux pièces 16 et 18 formant l'âme 2. La première cavité de moulage est également agencée pour qu'une partie supérieure 28 des premières branches 20 des pièces 16 et 18, à l'opposé des deuxièmes branches 22, soit enrobée du côté de leur face interne 4 et du côté de leur face externe 6, comme représenté sur la Fig. 1 de sorte à former un rebord 30 s'étendant du côté de la face externe 6 de l'âme 2. Ainsi, dans la partie supérieure 28 des premières branches 22, le matériau plastique 10 enrobe la face interne 4, passe au-dessus de l'extrémité supérieure des premières branches 22 et enrobe la face externe 6 de façon à former le rebord 30. Ce rebord 30 présente un épaulement 32 s'étendant vers l'extérieure de la partie interne 8. Au cours de l'étape de moulage de la partie interne 8 de la pièce structurelle renforcée 1, d'autres éléments peuvent être moulés dans cette partie interne 8 en adaptant le moule à cet effet. Ainsi, des nervures 34 sont par exemple moulées dans la partie interne 8, comme représenté sur la Fig. 3. En variante, toute la face interne 4 de l'âme 2 n'est pas surmoulée par le matériau plastique 10 injecté dans la première cavité de moulage et certaines zones de la face interne 4 de l'âme 2 sont laissées apparentes. Une fois la partie interne 8 réalisée, cette partie 8 est placée dans une deuxième cavité de moulage dont la forme est adaptée pour recevoir la partie interne 8 de sorte que le matériau plastique 10 de la partie interne 8 soit appliqué contre une paroi de la cavité de moulage, de forme complémentaire à la partie interne 8, et que la face externe 6 de l'âme 2 soit tournée vers la deuxième cavité de moulage. Ainsi, lorsqu'un matériau plastique 14 est injecté dans la deuxième cavité de moulage, ce matériau 14 recouvre la face externe 6 de l'âme 2. La partie interne 8 peut être transportée de la première cavité de moulage à la deuxième cavité de moulage par un outil apte à saisir la partie interne 8 par le rebord 30 de sorte à ne pas endommager l'âme 2 en matériau métallique. Selon un autre mode de réalisation, les cavités de moulage sont formées par la fermeture deux parties de moules, une des parties de moule étant commune aux deux cavités de moulage, le passage d'une cavité de moulage à l'autre se faisant simplement en remplaçant une partie de moule, adaptée pour former la première cavité de moulage avec la partie de moule commune, par une autre partie de moule adaptée pour former la deuxième cavité de moulage avec la partie de moule commune. La deuxième cavité de moulage est fermée de façon étanche de sorte à former la partie externe 12 de la pièce structurelle 1 lorsque le matériau plastique 14 est injecté dans la deuxième cavité de moulage. Le matériau plastique injecté 14 recouvre la face externe 6 de l'âme 2 ainsi que la zone de jonction 26 et le rebord 30 en matériau plastique 10 issus de l'injection de matériau plastique 10 dans la première cavité de moulage. Le surmoulage de la zone de jonction 26 et du rebord 30 par le matériau plastique 14 injecté dans la deuxième cavité de moulage permet d'assurer une cohésion robuste entre le matériau plastique 10 formant la partie interne 8 et le matériau plastique 14 formant la partie externe 12. En sortie de deuxième cavité de moulage, on obtient la pièce structurelle renforcée 1 dont toute la face externe, destinée à être visible, est réalisée en matériau plastique 14 sans risque que le matériau métallique de l'âme 2 apparaisse dans cette face externe. En effet, comme la face interne 4 de l'âme 2 a été préalablement surmoulée par l'injection d'un matériau plastique 10 dans la première cavité de moulage, l'âme 2 est fermement maintenue par ce matériau plastique 10 formant la partie interne 8 de la pièce et ne se déforme pas au cours de l'injection de matériau plastique 14 dans la deuxième cavité de moulage. En outre, le procédé décrit ci-dessus ne nécessite pas de moyens de maintien de l'âme 2 dans les première et deuxième cavité de moulages car l'âme 2 ou le matériau plastique 10 surmoulant la face interne 4 de l'âme 2 sont appliqués directement contre une paroi de la première ou deuxième cavité de moulage. Cette absence de moyens de maintien permet de simplifier le procédé de réalisation de la pièce structurelle renforcée 1 et de protéger le matériau métallique de l'âme 2. De plus, l'absence de ces moyens de maintien permet de garantir un surmoulage complet de l'âme 2. REVENDICATIONS1.- Procédé de réalisation d'une pièce structurelle renforcée (1) de véhicule automobile, comprenant un corps en matériau plastique (10, 14) pourvu d'une âme (2) en matériau métallique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - disposer l'âme (2) en matériau métallique dans une première cavité de moulage, - injecter un matériau plastique (10) dans ladite première cavité de moulage, ladite cavité étant agencée pour que le matériau plastique (10) surmoule au moins une partie de la face interne (4) de l'âme (2), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : - disposer l'âme (2) en matériau métallique surmoulée dans une deuxième cavité de moulage, - injecter un matériau plastique (14) dans ladite deuxième cavité de moulage, ladite cavité étant agencée pour que le matériau plastique (14) surmoule toute la face externe (6) de l'âme (2). 2.- Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie de la face externe (6) de l'âme (2) est en outre surmoulée par le matériau plastique (10) au cours de l'injection du matériau plastique (10) dans la première cavité de moulage. 3.- Procédé de réalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie surmoulée de la face externe (6) de l'âme (2), surmoulée par l'injection du matériau plastique (10) dans la première cavité de moulage, est en outre surmoulée par le matériau plastique (14) au cours de l'injection du matériau plastique (14) dans la deuxième cavité de moulage. 4.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un rebord (30) est surmoulé sur la face externe (6) de l'âme (2) au cours de l'injection de matériau plastique (10) dans la première cavité de moulage, ledit rebord (30) étant surmoulé par le matériau plastique (14) au cours de l'injection de matériau plastique (14) dans la deuxième cavité de moulage. 5.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des nervures (34) sont injectées sur la face interne (4) de l'âme (2) au cours de l'injection de matériau plastique (10) dans la première cavité de moulage. 6.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'âme (2) est réalisée en deux pièces (16, 18) en matériau métallique, les faces internes (4) desdites deux pièces (16, 18) étant surmoulées simultanément par du matériau plastique (10) au cours de l'injection de matériau plastique (10) dans la première cavité de moulage. 7.- Procédé de réalisation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une zone de jonction (26) est injectée dans la première cavité de moulage lors du surmoulage des deux pièces (16, 18) formant l'âme (2), la zone de jonction (26) liant lesdites deux pièces (16, 18) l'une à l'autre. 8.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une partie de pièce structurelle non renforcée est moulée d'une seule pièce avec la pièce structurelle renforcée (1) au cours de l'injection de matériau plastique (10, 14) dans la première et/ou la deuxième cavités de moulage. 9.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une doublure de hayon de véhicule automobile est formé par l'injection de matériau plastique (10, 14) dans la première et dans la deuxième cavités de moulage. 10.- Pièce structurelle renforcée (1) comprenant un corps en matériau plastique (10, 14) et une âme (2) en matériau métallique, ladite pièce comprenant une partie interne (8) formée par un matériau plastique (10) surmoulant la face interne (4) de l'âme (2) et une partie externe (12) formée par un matériau plastique (14) surmoulant la face externe (6) de l'âme (2), caractérisée en ce que ladite pièce (1) est obtenue par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.20