Brevet FR2980429A1 — publié le 20130329

PROCEDE DE FABRICATION D'UN PANNEAU DE PROTECTION DESTINE A ETRE FIXE SUR UNE PARTIE DE LA CARROSSERIE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET PANNEAU AINSI OBTENU. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau de protection destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule. Les portes latérales des véhicules automobiles sont souvent équipées de baguettes de protection qui sont censées protéger ces portes à l'égard de petits chocs urbains, tels que les chocs de portes latérales, et de caddies. Du fait de leur faible largeur, ces baguettes ont une fonction de protection qui est très réduite. Certains véhicules sont équipés de bandeaux latéraux présentant une grande largeur. Ces bandeaux sont en matière plastique rigide et ne présentent pas la capacité de se déformer sous l'effet d'un petit choc urbain. De ce fait, l'énergie d'impact en cas de choc d'un chariot de supermarché ou d'un choc poteau est transmise intégralement à la portière. Ce bandeaux présentent tout au plus l'avantage qu'en cas d'éraflures, ils évitent d'avoir à repeindre la totalité d'une porte ou d'une aile du véhicule. Les déposants ont proposé un panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile et comprenant une paroi en matière plastique rigide et une paroi en matière plastique souple, ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent des zones dans lesquelles ces deux parois sont espacées l'une de l'autre. Ces zones dans lesquelles les deux parois sont espacées définissent entre elles une zone remplie d'air, chaque zone remplie d'air étant délimitée par une liaison étanche entre la paroi souple et la paroi rigide. On améliore ainsi de manière très avantageuse la protection en adoptant un panneau de protection constitué d'un tel support rigide (paroi rigide) et d'une peau souple (paroi souple), comportant des cellules d'air étanches. La peau souple constituant la partie extérieure de la bulle d'air est bombée vers l'extérieur véhicule et l'air emprisonné de façon étanche dans la cellule d'air joue un rôle d'amortisseur. Sous l'impact, la pression d'air augmente progressivement. La matière souple possédant de bonnes caractéristiques élastiques s'allonge sous cette pression. Cela permet d'absorber l'énergie de l'impact provoqué par le choc. La résistance opposée par la cellule d'air augmente progressivement jusqu'au moment où la peau souple vient buter contre la paroi support rigide. Ces cellules remplies d'air doivent être parfaitement étanches y compris pendant l'impact, et par conséquent, la liaison mécanique réalisée entre la paroi souple et la paroi rigide doit suffisamment solide. Cette résistance doit être supérieure à la contrainte provoquée par l'augmentation de pression. La présente invention a donc pour but de proposer un procédé de fabrication d'un tel panneau permettant en particulier de réaliser de manière simple et fiable la liaison entre les parois du panneau pour définir les cellules étanches. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide et une paroi en matière plastique souple, ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent des zones dans lesquelles ces deux parois sont espacées l'une de l'autre, comprenant les étapes consistant : à réaliser par moulage les deux parois, l'une en une première matière plastique pour former la paroi rigide et l'autre en une deuxième matière plastique pour former la paroi souple, puis à appliquer la paroi souple contre la paroi rigide de sorte que ces deux parois soient en contact l'une avec l'autre dans les zones entourant des zones dans lesquelles elles sont espacées, lesdites zones définissant une cellule remplie d'air délimitée par une liaison mécanique réalisée par une ligne de soudage laser formant ainsi une liaison étanche. De manière avantageuse, la paroi souple est assemblée sur toute la zone périphérique à la paroi rigide à l'aide d'une liaison réalisée par procédé de soudage laser. De préférence, on réalise également un soudage laser pour assembler les parois souple et rigide dans les zones où elles sont en contact selon des lignes de soudage. Ainsi, la paroi en matière plastique souple comporte des zones présentant une forme bombée définissant avec la paroi rigide des cellules emprisonnant de l'air, la liaison au soudage laser entre les deux parois assurant l'étanchéité des cellules de sorte qu'elles sont déformables en cas de choc de type urbain sans risque de rupture de l'étanchéité de la cellule. Lors d'un tel choc, la paroi souple peut se déformer sans être endommagée, ni même éraflée. De plus, ces zones peuvent être réparties sur le panneau de protection de façon à former un motif esthétique. Ainsi, une partie prépondérante de la surface du panneau est deformable en cas de choc, ce qui lui confère une capacité optimale de protection. Dans les zones dans lesquelles la paroi en matière plastique souple présente des surfaces convexes dirigées vers l'extérieur, celles-ci sont soit sous forme de bulle de section circulaire soit sous forme d'une bulle allongée ou toute autre forme appropriée comme une alvéole. Ainsi, selon le procédé de l'invention, on moule par injection la première matière plastique pour former une paroi souple présentant des zones de surface bombées. On peut également réaliser un moulage par injection de la 30 seconde matière plastique pour former la paroi rigide. Cette paroi rigide peut alors présenter des zones bombées disposées sur la paroi de manière à être en regard d'une zone de surface bombée de la paroi souple. On réalise ensuite l'assemblage des deux parois en réalisant un soudage au laser en particulier autour desdites cellules ainsi formées. De manière à favoriser le soudage au laser, les deux parois sont plaquées l'une contre l'autre avec un serrage suffisant dans la zone de soudage. De préférence, on applique une pression locale comprise entre 0,5 et 40 bars et ce, au plus près de la ligne de soudage. La matière plastique souple servant à réaliser la paroi souple du panneau est à l'extérieur et est choisie opaque. Le support rigide est réalisé dans une matière transparente permettant au faisceau laser de la traverser jusqu'à la matière opaque. Ainsi, une fois la matière plastique transparente traversée, le faisceau laser arrive au contact de la matière opaque de la paroi souple et provoque un échauffement local de ladite matière du panneau souple. Le placage sous pression des deux parois permet une transmission de la chaleur à la paroi rigide et lors du refroidissement intervenant après le passage du faisceau, les deux matières ont été fixées. Ainsi, la matière plastique souple doit présenter une transmission du faisceau laser nulle, elle doit donc être totalement opaque. En effet, si une transmission survenait une partie de l'énergie apportée par le laser traverserait la peau souple ou échaufferait celle-ci à coeur et non uniquement en surface, ce qui perturberait la qualité de la liaison obtenue entre la paroi souple et la paroi rigide. On choisit de préférence une matière plastique souple dont la transmission est comprise dans la plage de 0 à 10%. De manière à assurer cette opacité, la matière souple peut contenir des additifs-laser (dioxyde d'antimoine, noir de carbone, etc ...) Cette matière souple est de préférence choisie parmi un polyuréthane thermoplastique (TPU) aromatique pour les teintes foncées, un TPU aliphatiques pour toutes les autres teintes, un polychlorure de vinyle (PVC) souple ou semi-rigide un copolymère SEBS (styrène-ethylène-butylènestyrène), un silicone (SIK). Ces matières présentent en outre l'avantage de présenter un toucher souple et agréable comme à l'intérieur des véhicules, une impression de protection (effet amortisseur caoutchouc), une bonne résistance aux rayures, une matière auto-cicatrisante, un effet de protection du véhicule par absorption d'énergie, un aspect extérieur mat possible. De plus, si on choisit une teinte différente de celle de la carrosserie du véhicule sur lequel le panneau doit être fixé, on peut obtenir un effet visuel bi-ton. Par ailleurs, la matière plastique constituant la paroi souple doit également présenter des caractéristiques physiques telles qu'une résistance à la rayure, une nettoyabilité, une résistance aux UV, une résistance mécanique dans une plage de température allant de -30°C à +85°C. La matière plastique pour constituer la paroi rigide doit être compatible avec la matière de la paroi souple pour rendre possible un soudage au laser. Elle est choisie parmi le polypropylène (PP), l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), un alliage de Polycarbonate (PC)/ABS. La matière plastique pour la paroi rigide doit également posséder de bonnes caractéristiques mécaniques, notamment une résistance au chocs y compris à basse température, une résistance en température ( module de Young et résistance à la traction ) à 85°C, un faible coefficient de dilatation afin de garantir les jeux et affleurements ainsi qu'une bonne injectabilité. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un véhicule automobile comportant au moins un panneau de protection obtenu selon le procédé de l'invention fixé sur une partie de sa carrosserie qui est exposée à des chocs. Selon une variante, ledit panneau de protection est fixé sur une partie de la carrosserie qui comporte au moins un ajour. Cet ajour permet d'alléger la partie de la carrosserie sur laquelle le panneau de protection est fixé Dans une version préférée de l'invention, ledit panneau de protection est fixé sur chacune des portes latérales du véhicule. Ce panneau de protection peut également être fixé sur l'avant et/ou l'arrière du véhicule. Selon une forme de réalisation préférée, un évent est ménagé dans la paroi rigide au niveau de chaque cellule, cet évent étant dimensionné pour ne pas laisser s'échapper de l'air en cas de choc ou d'effort rapide sur la cellule tout en permettant un échappement et une entrée d'air lors de variation de pression interne dans la cellule sous l'effet de variations thermiques. On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel : La figure 1 représente une vue en coupe d'un panneau fabriqué selon le procédé de l'invention au niveau d'une cellule et ; la figure 2 représente schématiquement le procédé de soudage laser. Un panneau 1 selon l'invention comporte une paroi en matière plastique rigide 2 et une paroi en matière plastique souple 3. Ces deux parois 2, 3 sont en contact l'une avec l'autre dans des zones 4 qui entourent des zones 5 dans lesquelles la paroi souple 3 est bombée 31 en saillie vers l'extérieur du panneau 1 et la paroi 2 en matière plastique rigide présente une surface convexe 21 orientée dans une direction opposée à celle de la paroi 2 en matière plastique souple. Pour former une cellule C, on réalise une liaison étanche 7 entre la paroi souple 3 et la paroi rigide 2 autour de la cellule C ainsi définie. La paroi 3 est obtenue par moulage par injection d'une matière plastique souple dans un moule rotatif, cette matière pouvant être un polyuréthane thermoplastique (TPU). Cette première matière plastique est destinée à 10 former la paroi souple du panneau et est pourvue de zones bombées 31. On dépose sur la paroi souple ainsi formée la paroi en matière plastique rigide également issue de moulage par injection. La paroi 2 présente des surfaces bombées 21 ainsi qu'un réseau de nervures 22 de renforcement. 15 Ces nervures de renforcement 22 augmentent la rigidité du panneau et garantissent une résistance suffisante aux efforts externes et aux chocs. Ces nervures 22 s'étendent de la face interne du panneau jusqu'à quelques millimètres de la tôle sur laquelle le panneau est placé. Ainsi, si le panneau a 20 une épaisseur de 2,5 mm, les nervures 22 ont une épaisseur légèrement inférieure à 2,5 mm. La liaison étanche 7 étant réalisée à l'aide d'un soudage laser, les nervures 22 ne sont pas présentes dans les zones de soudage. En effet, lors d'un tel 25 soudage, le rayon laser 10 doit traverser une paroi d'épaisseur constante, afin de garantir une soudure homogène. La présence d'une nervure 22 provoquerait une modification de la transparence et ainsi de la température de soudage, aussi prévoit-on de laisser libre la zone de soudage laser. 30 Toutefois pour que cette interruption de nervure ne provoque pas d'affaiblissement du panneau, on réalise des cuvettes 23 sur le panneau rigide 2, notamment dans les zones des cellules C. Ces cuvettes 23 rigidifient localement le panneau 3. 2 98042 9 8 La matière plastique rigide est telle que de l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) chimiquement compatible avec le TPU de la paroi souple ou encore de manière préférée un alliage de PC(polycarbonate)/ABS présentant un 5 pourcentage de PC de l'ordre de 65%. . Une fois, les parois 2, 3 reposant l'une sur l'autre, les zones bombées 21 en regard des zones bombées 31, on réalise la liaison étanche 7 par un soudage au laser. La matière plastique formant la paroi rigide 2 est transparente de manière à se laisser traverser par le faisceau du laser 10 qui vient buter contre la paroi souple 3 qui, elle, est opaque. Ainsi, l'ABS choisi présente une transmission de 100% du faisceau laser tandis que le TPU est opaque vis-à-vis du laser. A l'interface entre les deux matières, il se crée un échauffement qui génère une liaison mécanique des deux matières. Cette liaison 7 est étanche. De préférence, la température de soudage est choisie dans une plage de 200 à 300°C, la vitesse de soudage est choisie dans une plage de 10 à 50 mm / sec pour une puissance laser comprise entre 60 et 300 W. On utilise un laser à diodes 10 dont la longueur d'onde est de 800 à 1000 nm, le contrôle de température s'effectuant en boucle fermée, la puissance délivrée étant ainsi asservie. De préférence, la largeur de cordon de soudage est comprise entre 3 et 15 mm. La matière plastique souple servant à réaliser la paroi souple 3 du panneau est à l'extérieur et est choisie opaque. Le support ou paroi rigide 2 est réalisé dans une matière transparente permettant au faisceau laser 10 de la traverser jusqu'à la matière opaque. Ainsi, une fois la matière plastique transparente 2 traversée, le faisceau laser 10 arrive au contact de la matière opaque de la paroi souple 3 et provoque un échauffement local 11 de ladite matière du panneau souple 3. Le placage sous pression des deux parois 2, 3 permet une transmission de la chaleur à la paroi rigide 2 et lors du refroidissement intervenant après le passage du faisceau 10, les deux matières ont été fixées. Ainsi, la matière plastique souple 3 doit présenter une transmission du faisceau laser nulle, elle doit donc être totalement opaque. En effet, si une transmission survenait une partie de l'énergie apportée par le laser 10, traverserait la paroi souple 3 ou échaufferait celle-ci à coeur et non uniquement en surface, ce qui perturberait la qualité de la liaison étanche obtenue entre la paroi souple 3 et la paroi rigide 2.15 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un panneau de protection (1) en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide (2) et une paroi en matière plastique souple (3), ces deux parois (2, 3) étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent des zones dans lesquelles ces deux parois sont espacées l'une de l'autre, comprenant les étapes consistant : à réaliser par moulage les deux parois, l'une en une première matière plastique pour former la paroi rigide (2) et l'autre en une deuxième matière plastique pour former la paroi souple (3), puis à appliquer la paroi souple (3) contre la paroi rigide (2) de sorte que ces deux parois (2, 3) soient en contact l'une avec l'autre dans les zones entourant des zones dans lesquelles elles sont espacées, lesdites zones définissant une cellule (5) remplie d'air délimitée par une liaison mécanique réalisée par une ligne de soudage laser formant ainsi une liaison étanche (7). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique souple est opaque et la matière plastique rigide est transparente, le faisceau laser traversant la matière rigide transparente jusqu'à la matière souple opaque et provoquant un échauffement local de ladite matière opaque, tandis qu'un placage sous pression des deux parois (2, 3) permet une transmission de la chaleur à la paroi rigide (2) et lors du refroidissement intervenant après le passage du faisceau, les deux matières sont fixées. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, la largeur de cordon de soudage de la liaison mécanique étanche est comprise entre 3 et 15 mm. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la paroi souple (3) est assemblée sur toute la zone périphérique à la paroi rigide (2) à l'aide d'une liaison (7) réalisée par procédé de soudage laser. 2 98042 9 11 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on réalise un soudage laser pour assembler les parois souple (3) et rigide (2) dans les zones où elles sont en contact selon des lignes de soudage. 5 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux parois (2, 3) sont plaquées l'une contre l'autre avec un serrage suffisant dans la zone de soudage, de préférence, on applique une pression locale comprise entre 0,5 et 40 bars et ce, au plus près de la ligne de soudage. 10 7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière plastique souple (3) présente une transmission comprise dans la plage de 0 à 10%. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière 15 souple (3) contient des additifs-laser tels que du dioxyde d'antimoine, du noir de carbone. 9. Procédé selon l'une des revendications 2, 7 et 8, caractérisé en ce que la matière souple (3) est de préférence choisie parmi un polyuréthane 20 thermoplastique (TPU) aromatique pour les teintes foncées, un TPU aliphatiques pour toutes les autres teintes, un polychlorure de vinyle (PVC) souple ou semi-rigide un copolymère SEBS (styrène-ethjylène-butylènestyrène), un SIK (silicone). 25 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la matière plastique pour constituer la paroi rigide (2) compatible avec la matière de la paroi souple (3) pour un soudage au laser, est choisie parmi le polypropylène (PP), l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), un alliage de Polycarbonate (PC)/ABS. 30 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de soudage est choisie dans une plage de 200 à 300°C, la vitesse de soudage est choisie dans une plage de 10 à 50 mm / sec pour unepuissance laser comprise entre 60 et 300 W, le laser à diodes (10) utilisé présentant une longueur d'onde de 800 à 1000 nm. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le contrôle de température s'effectue en boucle fermée, la puissance délivrée étant ainsi asservie. 13. Panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide (2) et une paroi en matière plastique souple (3), ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones (4) qui entourent des zones (5) dans lesquelles ces deux parois (2, 3) sont espacées l'une de l'autre, lesdites zones (5) définissant une cellule remplie d'air délimitée par une liaison mécanique étanche (7) réalisée par un procédé de soudage laser selon l'une des revendications 1 à 12. 14. Panneau selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un évent est ménagé dans la paroi rigide (2) au niveau de chaque cellule, cet évent étant dimensionné pour ne pas laisser s'échapper de l'air en cas de choc ou d'effort rapide sur la cellule tout en permettant un échappement et une entrée d'air lors de variation de pression interne dans la cellule sous l'effet de variations thermiques.