Brevet FR2989302A1 — publié le 20131018

Procédé de réalisation d'un élément de garnissage comprenant une étape de chauffage de la cavité d'injection La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un élément de garnissage de véhicule au moyen d'un outil d'injection comprenant une première et une deuxième parties mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position ouverte, dans laquelle la première et la deuxième parties sont écartées l'une de l'autre, et une position fermée, dans laquelle la première et la deuxième parties sont rapprochées l'une de l'autre de sorte à former une cavité d'injection présentant la forme de l'élément de garnissage à réaliser, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - faire passer l'outil d'injection de sa position ouverte à sa position fermée, - injecter un matériau d'injection dans la cavité d'injection de sorte à former l'élément de garnissage. Il est connu de réaliser des éléments de garnissage, du type corps de planche de bord, panneaux de porte, etc. par injection d'un matériau plastique dans une cavité d'injection formée entre deux parties d'un outil d'injection mobiles d'une par rapport à l'autre. Un tel procédé est simple à mettre en oeuvre et permet de réaliser l'élément de garnissage en une seule étape d'injection. Cependant, il subsiste certaines difficultés pour obtenir un élément de garnissage présentant un aspect esthétique satisfaisant dès sa sortie de l'outil d'injection, ce qui permettrait d'éviter des étapes de finition longues et coûteuses de l'élément de garnissage. En effet, l'aspect, par exemple mat ou brillant, que l'on souhaite obtenir est souvent dégradé en raison des conditions d'injection, dans lesquelles le matériau injecté présente une température élevée alors que la surface de la cavité de moulage est froide. Un tel gradient de température entre la paroi de la cavité de moulage et le matériau d'injection tend à modifier défavorablement l'aspect de l'élément de garnissage lorsque le matériau d'injection refroidit au contact de la paroi de la cavité d'injection. Pour pallier cet inconvénient, il est connu de chauffer la surface de la cavité d'injection à une température voisine de la température du matériau d'injection, au cours de l'injection de ce matériau, afin de minimiser, voire de supprimer, ce gradient de température. Différentes techniques de chauffage sont connues. Ainsi, la surface de la cavité d'injection est par exemple chauffée par induction ou par radian. On peut également utiliser le circuit de refroidissement de l'outil d'injection pour chauffer la cavité avec de la vapeur d'eau avant de commuter ce circuit pour qu'il refroidisse l'outil en injectant de l'eau froide dans le circuit. Cependant, de telles techniques de chauffage sont coûteuses et difficiles à mettre en oeuvre en imposant des modifications importantes de l'outil d'injection. L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé de réalisation d'un élément de garnissage par injection dans lequel le chauffage de la cavité d'injection se fait de façon simple et économique. A cet effet, l'invention concerne un procédé de réalisation du type précité, comprenant une étape d'injection d'air chaud entre la première et la deuxième parties au cours de l'étape de fermeture de l'outil d'injection. Le chauffage de la cavité d'injection est donc réalisé de façon très simple et économique par simple injection d'air chaud avant l'injection du matériau d'injection, ce qui permet d'amener rapidement la surface de la cavité de moulage à une température voisine de celle du matériau d'injection, sans nécessiter de modifications compliquées de l'outil d'injection. Selon d'autres caractéristiques du procédé de réalisation selon l'invention : - l'étape d'injection d'air chaud est réalisée alors que l'outil d'injection se trouve dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée ; - l'étape d'injection d'air chaud est réalisée alors que l'outil d'injection se trouve dans sa position fermée ; - l'air chaud est injecté par une buse fermée par une électrovanne débouchant entre la première et la deuxième parties cette électrovanne étant ouverte après l'injection d'air chaud de sorte à permettre l'évacuation de l'air par ladite buse lorsque le matériau d'injection est injecté dans la cavité d'injection ; - l'air chaud injecté présente une température voisine de la température du matériau d'injection au cours de son injection ; - l'air chaud est injecté à une pression inférieure ou égale à 10 bar ; - le procédé de réalisation comprend une étape de chauffage de la surface de la première et/ou de la deuxième parties délimitant la cavité d'injection au cours de l'étape d'injection du matériau d'injection ; - la surface de la première et/ou de la deuxième parties délimitant la cavité d'injection est pourvue d'un grainage réalisé en un matériau d'isolation thermique et électrique, ledit matériau d'isolation étant revêtu d'une couche de matériau conducteur, ladite couche étant chauffée au moyen d'un courant électrique ; - le matériau d'isolation thermique et électrique est de la céramique ; et - la surface de la première et/ou de la deuxième parties délimitant la cavité d'injection est chauffée à une température voisine de la température du matériau d'injection au cours de son injection. 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 références aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig. 1 est une représentation schématique en coupe d'un outil d'injection utilisé dans le procédé selon l'invention en position ouverte, - la Fig. 2 est une représentation schématique de l'outil d'injection de la Fig. 1, dans sa position intermédiaire au cours de l'injection d'air chaud dans la cavité d'injection, - la Fig. 3 est une représentation schématique agrandie de la zone III de la Fig. 1, et - la Fig. 4 est une représentation schématique de l'outil d'injection de la Fig. 1 en position fermée, au cours de l'injection du matériau d'injection dans la cavité d'injection. En référence à la Fig. 1, on décrit un outil d'injection 1 permettant de réaliser un élément de garnissage par injection, comprenant, de façon classique une première partie 2 et une deuxième partie 4, mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position ouverte, dans laquelle la première et la deuxième parties 2 et 4 sont écartées l'une de l'autre, et une position fermée (Fig. 4), dans laquelle la première et la deuxième parties 2 et 4 sont rapprochées l'une de l'autre de sorte à former une cavité d'injection 6 présentant la forme de l'élément de garnissage à réaliser. La cavité d'injection 6 est délimitée par une partie de la surface 8 de la première partie 2 et par une partie de la surface 10 de deuxième partie 4, ces surfaces s'étendant en regard l'une de l'autre et définissant entre elles une cavité 6 fermée et étanche, lorsque l'outil 1 est dans sa position fermée, comme représenté sur la Fig. 4. Afin de permettre l'injection du matériau d'injection 12 destiné à former l'élément de garnissage, la première partie 2 est pourvue d'une buse d'injection 14, classique et connue, communiquant avec l'intérieur de la cavité d'injection 6. Le matériau d'injection 12 est par exemple un matériau plastique, tel qu'un matériau polymère ou autre, classique dans ce type d'application. La première partie 2 et/ou la deuxième partie 4 comprennent en outre au moins une buse d'injection d'air 16 débouchant dans la surface 8 et/ou 10 de la partie 2 et/ou 4 dans laquelle elle se trouve afin de permettre d'injecter de l'air chaud 18 entre la première et la deuxième parties 2 et 4, comme cela sera décrit ultérieurement. Chaque buse d'injection d'air 16 est fermée par une électrovanne 20 permettant d'ouvrir ou d'obturer la buse d'injection d'air 16. Selon un mode de réalisation, plus particulièrement représenté sur la Fig. 3, en combinaison avec la buse d'injection d'air 16 ou à la place de celle-ci, la surface 8 de la première partie 2 et/ou la surface 10 de la deuxième partie 4 délimitant la cavité 6 sont pourvues d'un grainage 22 particulier. Par grainage, on entend une rugosité de la surface 8 et/ou 10 comprenant des reliefs 24 et des creux 26, dont la finesse peut être plus ou moins grande. Selon un mode de réalisation, la rugosité de la surface 8 et/ou 10 est comprise entre 20 microns et 250 microns. Le grainage 22 est réalisé en un matériau d'isolation thermique et électrique 28, c'est-à-dire ne transmettant pas la chaleur et n'étant pas conducteur d'un courant électrique. Selon un mode de réalisation particulier, le grainage 22 est réalisé en céramique. Ce grainage 22 est revêtu d'une couche de matériau conducteur 30, par exemple réalisée en nickel, agencée pour former une résistance chauffante lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique, comme cela sera décrit ultérieurement. On décrit à présent le procédé de réalisation d'un élément de garnissage au moyen de l'outil d'injection décrit ci-dessus. Au cours d'une première étape, on fait passer la première partie 2 et la deuxième partie 4 de la position ouverte à la position fermée. Au cours de cette étape, la ou les buses d'air 16 sont déclenchées et les électrovannes 20 ouvertes afin d'injecter de l'air chaud 18 entre la première et la deuxième parties 2 et 4 dans la cavité d'injection 6. Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 2, l'air chaud 18 est injecté alors que l'outil 1 se trouve dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée, dans laquelle l'outil 1 est légèrement ouvert, mais voisin de sa position de fermeture. Par exemple, dans la position intermédiaire, la périphérie de la surface 8 de la première partie 2 et la périphérie de la surface 10 de la deuxième partie 4, en contact l'une avec l'autre pour fermer la cavité d'injection 6 lorsque l'outil 1 est en position fermée, se trouvent à une distance sensiblement égale à 2 mm l'une de l'autre afin de laisser l'outil 1 légèrement ouvert. Dans cette position intermédiaire, l'air chaud injecté 18 peut circuler dans la cavité d'injection 6 et sortir de cette cavité 6 au niveau de la périphérie des surfaces 8 et 10, comme représenté par les flèches sur la Fig. 2. A cet effet, les buses d'injection 16 se trouvent au voisinage du centre des surfaces 8 et/ou 10 afin d'assurer que l'air chaud 18 circule de l'intérieur de la cavité 6 vers l'extérieur, assurant ainsi une bonne répartition de l'air chaud 18 dans la cavité 6 afin de permettre un chauffage uniforme de cette cavité 6. L'air chaud 18 est injecté de sorte à amener les surfaces 8 et 10 de la première et de la deuxième parties 2 et 4 à une température voisine ou égale à la température du matériau d'injection 12 lorsque ce matériau est injecté dans la cavité d'injection 6. Pour ce faire, l'air chaud 18 est injecté à une température voisine ou égale de la température du matériau d'injection 12, par exemple comprise entre 200°C et 300°C, plus particulièrement sensiblement égale à 250°C. L'air chaud est de préférence sec et est injecté à une pression inférieure ou égale à 10 bar pendant la durée nécessaire pour amener les surfaces 8 et 10 à la température voulue, par exemple pendant 15 secondes. Une fois que les surfaces 8 et 10 ont atteint la température souhaitée, l'outil 1 est amené dans sa position fermée et l'injection du matériau d'injection 12 dans la cavité d'injection 6 fermée, débute, comme représenté à la Fig. 4. Une fois que l'élément de garnissage a été formé, l'outil 1 est ensuite ouvert pour permettre le retrait de cet élément de garnissage. Selon un autre mode de réalisation, l'injection d'air chaud 18 est injecté à une température voisine ou égale à la température du matériau d'injection 12 alors que l'outil 1 a atteint sa position fermée. Comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'air chaud 18 est de préférence sec et est injecté à une pression inférieure ou égale à 10 bar pendant la durée nécessaire pour amener les surfaces 8 et 10 à la température voulue, par exemple pendant 15 secondes. Une fois que les surfaces 8 et 10 ont atteint la température souhaitée, le matériau d'injection 12 est injecté dans la cavité d'injection 6 sans nécessiter de mouvement supplémentaire de l'outil 1 puisque celui-ci se trouve déjà dans sa position fermée. Dans ce cas, les électrovannes 20 sont maintenues ouvertes de sorte à permettre l'évacuation de l'air 18, chassé par le matériau d'injection 12 pénétrant dans la cavité d'injection 6. Une fois que l'élément de garnissage a été formé, l'outil 1 est ensuite ouvert pour permettre le retrait de cet élément de garnissage. En complément de l'étape d'injection d'air chaud décrite ci-dessus, le circuit de refroidissement de l'outil d'injection 1 (non représenté) est équipé d'un dispositif de contrôle du débit d'eau, tel que des électrovannes. Ce dispositif de contrôle du débit d'eau du circuit de refroidissement de l'outil d'injection 1 permet de réduire voire de couper le refroidissement pendant l'étape d'injection d'air chaud. Ce dispositif permet ainsi avantageusement aux surfaces 8 et 10 d'atteindre la température souhaitée plus rapidement. En complément ou en remplacement de l'étape d'injection d'air chaud décrite ci- dessus, la surface 8 de la première partie 2 et/ou la surface 10 de la deuxième partie 4 peuvent être chauffées, durant l'injection du matériau d'injection 12, au moyen du grainage 22 revêtu par la couche de matériau conducteur 30, décrit précédemment en relation avec la Fig. 3, en alimentant cette couche 30 avec un courant électrique adapté. Le courant est plus particulièrement adapté pour chauffer la surface 8 et/ou 10 à une température voisine ou égale à la température du matériau d'injection 12 lorsqu'il est injecté. A cet effet, la température de chauffage de la surface 8 et/ou 10 est par exemple sensiblement comprise entre 200°C et 300°C, plus particulièrement sensiblement égale à 250 °C. Un tel chauffage permet de maintenir la température de la cavité d'injection 6 lorsque celle-ci a été préalablement chauffée avec de l'air chaud 18. Lorsque le chauffage au moyen du grainage 22 se fait seul, sans chauffage préalable avec de l'air chaud 18, il permet d'amener la cavité d'injection 6 à une température adaptée pour l'injection du matériau d'injection 12. En chauffant la cavité d'injection 6, et plus particulièrement les parois de celle-ci, au moyen de l'injection d'air chaud et/ou au moyen du grainage 22, on minimise, voire supprime, le gradient de température entre les parois de la cavité d'injection et le matériau d'injection 12 lorsque celui-ci est injecté dans la cavité d'injection 6. Cela permet d'obtenir un élément de garnissage dont l'aspect n'est pas dégradé et peut être adapté selon les souhaits du constructeur d'éléments de garnissage. En particulier, en adaptant les dimensions du grainage 22, il est possible de modifier l'aspect de l'élément de garnissage. L'élément de garnissage obtenu ne nécessite ainsi pas ou peu d'opérations de finition, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication. Le chauffage de la cavité d'injection 6 se fait de façon particulièrement simple, sans nécessiter de modifications profondes de l'outil d'injection 1, ce qui réduit le coût de mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus.20 REVENDICATIONS1.- Procédé de réalisation d'un élément de garnissage de véhicule au moyen d'un outil d'injection (1) comprenant une première et une deuxième parties (2, 4) mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position ouverte, dans laquelle la première et la deuxième parties (2, 4) sont écartées l'une de l'autre, et une position fermée, dans laquelle la première et la deuxième parties (2, 4) sont rapprochées l'une de l'autre de sorte à former une cavité d'injection (6) présentant la forme de l'élément de garnissage à réaliser, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - faire passer l'outil d'injection (1) de sa position ouverte à sa position fermée, - injecter un matériau d'injection (12) dans la cavité d'injection (6) de sorte à former l'élément de garnissage, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'air chaud (18) entre la première et la deuxième parties (2, 4) au cours de l'étape de fermeture de l'outil d'injection (1). 2.- Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'injection d'air chaud (18) est réalisée alors que l'outil d'injection (1) se trouve dans une position intermédiaire entre la position ouverte et la position fermée. 3.- Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'injection d'air chaud (18) est réalisée alors que l'outil d'injection (1) se trouve dans sa position fermée. 4.- Procédé de réalisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'air chaud est injecté par une buse (16) fermée par une électrovanne (20) débouchant entre la première et la deuxième parties (2, 4), cette électrovanne (20) étant ouverte après l'injection d'air chaud (18) de sorte à permettre l'évacuation de l'air (18) par ladite buse (16) lorsque le matériau d'injection (12) est injecté dans la cavité d'injection (6). 5.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'air chaud (18) injecté présente une température voisine de la température du matériau d'injection (12) au cours de son injection. 6.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'air chaud (18) est injecté à une pression inférieure ou égale à 10 bar. 7.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de chauffage de la surface (8, 10) de la première et/ou de la deuxième parties (2, 4) délimitant la cavité d'injection (6) au cours de l'étape d'injection du matériau d'injection (12). 8.- Procédé de réalisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface (8, 10) de la première et/ou de la deuxième parties (2, 4) délimitant la cavitéd'injection (6) est pourvue d'un grainage (22) réalisé en un matériau d'isolation thermique et électrique (24), ledit matériau d'isolation (24) étant revêtu d'une couche de matériau conducteur (30), ladite couche (30) étant chauffée au moyen d'un courant électrique. 9.- Procédé de réalisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau d'isolation thermique et électrique (24) est de la céramique. 10.- Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la surface (8, 10) de la première et/ou de la deuxième parties (2, 4) délimitant la cavité d'injection (6) est chauffée à une température voisine de la température du matériau d'injection (12) au cours de son injection.10