Brevet FR3016550A1 — publié le 20150724

PROCEDE DE MOULAGE D'UNE PIECE EN MATIERE PLASTIQUE CONTENANT UN INSERT [0001] L'invention a trait au domaine de la fabrication de pièces en matériaux composites et, plus particulièrement, à la fabrication de pièces en petite, voire très petite, série (une à trois unités). [0002] Il est répandu, dans le monde de l'automobile, de créer des prototypes pour les exposer sur les salons et ainsi dévoiler, par exemple, une nouvelle esthétique ou de nouvelles améliorations afin de recueillir les réactions du public pour définir une ligne générale de développement de nouveaux produits. [0003] Ces prototypes (également dénommés concept-cars) sont généralement exposés sur les grands salons automobiles et le temps alloué à leur conception et leur réalisation est très court. Afin de réduire le temps de réalisation, les constructeurs automobiles exploitent au maximum des éléments de véhicules déjà commercialisés (notamment le châssis). [0004] Cependant, certains éléments ne peuvent pas être réutilisés comme, par exemple, les sièges, les planches de bord ou encore la carrosserie, ceux-ci étant généralement développés spécifiquement pour un concept-car. Il est alors nécessaire de créer des éléments adaptables aux pièces déjà existantes. [0005] C'est notamment le cas pour les éléments de carrosserie qui sont fabriqués à l'unité ou en très petite série, généralement par moulage. Ce moulage est généralement réalisé manuellement par des opérateurs qualifiés. [0006] Pour faciliter l'assemblage du véhicule, les éléments de carrosserie doivent être pourvus de moyens de fixation permettant le montage précis et facile de l'élément de carrosserie sur le châssis. [0007] Pour la fabrication d'une pièce en matière plastique, il est connu du document FR 2 941 397 (SOCIETE LORRAINE DE CONSTRUCTION AERONAUTIQUE) un procédé comprenant les étapes de formage de la pièce au sein d'un moule définissant une face de moulage à l'empreinte de la pièce, et de démoulage de la pièce formée. [0008] Ce procédé présente cependant des inconvénients. En effet, il ne permet pas d'obtenir une pièce pouvant être montée facilement et précisément sur un autre élément. [0009] Un premier objectif est de proposer un procédé de fabrication d'une pièce en plastique permettant de fabriquer une pièce comprenant un moyen de fixation permettant son montage simple et rapide sur une autre pièce. [0010] Un deuxième objectif est de proposer un procédé de fabrication d'une pièce en plastique, permettant d'obtenir une pièce ayant une belle finition. [0011] Un troisième objectif est de proposer un procédé de fabrication d'une pièce en plastique simple. [0012] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de fabrication d'une pièce en matière plastique, comprenant les étapes suivantes : formage de la pièce au sein d'un moule définissant une face de moulage à l'empreinte de la pièce, démoulage de la pièce formée, ce procédé comprenant en outre les étapes suivantes : fourniture d'au moins un insert comprenant un corps, apte à être partiellement noyé dans la pièce en matière plastique, et une goupille sécable faisant saillie du corps, le corps et la goupille formant, à leur jonction, un épaulement ; avant le formage de la pièce, positionnement de l'insert sur le moule par introduction de la goupille dans un perçage réalisé dans le moule depuis la face de moulage, jusqu'à ce que l'épaulement vienne en butée sur la face de moulage, et après l'étape de démoulage, une opération de finition durant laquelle les goupilles sont arasées de la pièce réalisée. [0013] Ce procédé permet d'obtenir facilement une pièce comprenant un moyen de fixation, ce moyen de fixation se présentant sous la forme d'un insert. [0014] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : l'insert comprenant une collerette s'étendant en saillie du corps au droit de l'épaulement et ayant une forme à l'empreinte de la face de moulage, l'insert est introduit jusqu'à ce que la collerette vienne épouser la face de moulage ; - lors de l'étape de formage, la matière plastique recouvre la collerette de sorte à favoriser la tenue de l'insert sur la pièce en matière plastique ; - lors de l'étape de finition, l'arasement de la goupille se fait au droit de l'épaulement de sorte à obtenir une pièce en matière plastique ayant une surface externe lisse. [0015] Il est proposé, en second lieu, un véhicule automobile comprenant une pièce en matière plastique réalisée suivant ce procédé. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule automobile comprenant une pièce en matière plastique ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un moule pour la fabrication d'une pièce en matière plastique ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un insert ; la figure 4 est une vue en coupe montrant l'introduction d'un insert dans le moule ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 dans laquelle l'insert est introduit dans le moule ; - la figure 6 est une vue de la pièce en matière plastique après fabrication, comprenant un détail montrant les goupilles de l'insert ; - la figure 7 est une vue en coupe de la pièce en matière plastique de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue de la pièce en matière plastique après une étape de finition, comprenant un détail montrant la pièce une fois les goupilles arasées ; - la figure 9 est en coupe de la pièce en matière plastique de la figure 8 ; - la figure 10 est une vue schématique montrant l'insert partiellement noyé dans la pièce en matière plastique. [0017] La figure 1 représente un prototype 1 de véhicule automobile, comprenant un châssis issu d'un véhicule commercialisé (non représenté) et au moins une pièce 2 - typiquement des éléments de carrosserie - spécialement conçue pour le concept-car, tel qu'un pare-chocs avant, un pare-chocs arrière ou encore des ailes latérales, ces éléments de carrosserie étant montés sur le châssis. [0018] Pour un tel prototype, les pièces 2 sont réalisées par moulage, en très petite série voire à l'unité. [0019] Dans ce qui suit, la pièce 2 est un bouclier de pare-chocs avant mais cet exemple est fourni à titre illustratif et il pourrait s'agir de tout autre élément de carrosserie. [0020] La pièce 2 est réalisée par moulage dans un moule 3 représenté sur la figure 2. Ce moule 3 définit une face 4 de moulage à l'empreinte de la pièce 2. [0021] Dans l'exemple illustré, le moule 3 présente également des protubérances 5 en saillie à partir de la face 4 de moulage, par exemple pour former dans la pièce 2 des réserves 6 en creux ou des échancrures (par exemple pour l'accueil de feux antibrouillard). [0022] Le moule 3 comprend en outre des perçages 7 réalisés dans la paroi du moule 3, à partir de la face 4 de moulage. [0023] La pièce 2 à former est visible sur la figure 1 et sur les figures 6 à 9. Cette pièce 2 est réalisée en matière plastique, avec ou sans renfort, le terme « plastique » couvrant également les matériaux composites. La pièce 2 comprend une peau 8 et au moins un insert 9 permettant la fixation de la pièce 2 sur le châssis du prototype. [0024] L'insert 9 comprend un corps 10 apte à être partiellement noyé dans la peau 8 et une goupille 11 sécable faisant saillie du corps 10 et apte à être insérée dans un perçage 7 du moule 3, le corps 10 et la goupille 11 formant, à leur jonction, un épaulement 12. [0025] Selon un mode de réalisation représenté sur les figures, l'insert 9 comprend également une collerette 13 faisant saillie du corps 10 au droit de l'épaulement 12. Cette collerette 13 permet, comme il sera expliqué ci-après, de favoriser la tenue de l'insert 9 sur la pièce 2. La collerette 13 présente une forme épousant la face 4 de moulage, de sorte que, lorsque l'insert 9 est introduit dans le moule 3, la collerette 13 vient se plaquer contre la face 4. [0026] La goupille 11 se présente sous la forme d'un tube creux à contour circulaire (bien que cette forme ne soit pas restrictive), obstrué à une extrémité opposée au corps 10 pour définir une poche 14 d'air. [0027] Sur l'exemple illustrée en figure 3, l'insert 9 comprend trois goupilles 11 ; cependant il pourrait en comprendre un nombre inférieur (au moins un) ou supérieur. [0028] La fabrication de la pièce 2 comprend, outre les étapes classiques de formage de la pièce 2 au sein du moule et de démoulage de la pièce 2 ainsi formée, les étapes suivantes : - fourniture d'au moins un insert 9 tel que présenté ci-dessus ; - avant le formage de la pièce 2, positionnement de chaque insert 9 sur le moule 3. [0029] Plus précisément, un opérateur (ou un robot) positionne chaque insert 9 dans le moule 3 en introduisant la goupille 11 dans un perçage 7 jusqu'à ce que l'épaulement vienne en butée sur la face 4 de moulage. Cette opération est répétée autant de fois que nécessaire, c'est à dire, autant de fois qu'il y a d'inserts 9 à introduire dans le moule 3. [0030] Une fois achevée l'étape de positionnement de l'insert (des inserts) 9, il est procédé au formage de la pièce 2 au moyen de procédés de moulage connus comme le moulage au contact, le moulage par infusion ou le moulage sous vide. Lors du moulage, la matière plastique vient alors recouvrir, au moins partiellement, l'insert 9 et plus particulièrement la collerette 13 de sorte à favoriser la tenue de l'insert 9 sur la pièce 2 en matière plastique. Une étape de renforcement de la pièce 2 par ajout d'une ou plusieurs nappe(s) en fibre (de verre, de carbone, etc.) peut être prévue. [0031] Puis la pièce 2 ainsi formée est démoulée après solidification (éventuellement après refroidissement). [0032] Après le démoulage, une opération supplémentaire de finition est prévue, durant laquelle les goupilles 11 sont arasées, de sorte à avoir obtenir sur la pièce une surface 15 externe lisse. [0033] L'arasement de(s) la goupille(s) 11 se fait par découpe des goupilles 11, au moyen d'un outil tranchant (tel qu'un couteau, une meuleuse, une scie, etc.), au droit de l'épaulement en suivant la collerette 13. Ainsi la (les) goupille(s) 11 est (sont) entièrement supprimée(s) de la pièce 2 en matière plastique et la surface 15 externe ne présente pas d'aspérités. [0034] L'arasement est facilité par la présence de la poche 14 d'air, qui diminue la quantité de matière à couper ou meuler. Cela diminue le temps de fabrication, diminue le risque de bavure et améliore l'aspect de sa surface 15 externe. [0035] Parmi les avantages procurés par procédé de fabrication et la pièce 2 présentés précédemment, on peut citer : - la facilité de mise en oeuvre du procédé, l'opérateur n'ayant qu'à positionner (tâche aisée et rapide) l'insert (les inserts) 9 dans le moule 3 puis à procéder ensuite au formage de la pièce ; la bonne résistance de la pièce 2, l'insert 9 ou les inserts 9 étant au moins partiellement noyé(s) dans la pièce 2, le montage de cette dernière sur le châssis du véhicule ; - la finition de la pièce 2 obtenue par le procédé, la pièce 2 pouvant alors être directement montée sur le châssis ou, le cas échéant, ne devant subir qu'une opération de peinture.15 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce (2) en matière plastique, comprenant les étapes suivantes : - formage de la pièce (2) au sein d'un moule (3) définissant une face (4) de moulage à l'empreinte de la pièce (2), et démoulage de la pièce (2) formée, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : - fourniture d'au moins un insert (9) comprenant un corps (10), apte à être partiellement noyé dans la pièce (2) en matière plastique, et une goupille (11) sécable faisant saillie du corps (10), le corps (10) et la goupille (11) formant, à leur jonction, un épaulement (12) ; avant le formage de la pièce (2), positionnement de l'insert (9) sur le moule (3) par introduction de la goupille (11) dans un perçage (7) réalisé dans le moule (3) depuis la face (4) de moulage, jusqu'à ce que l'épaulement (12) vienne en butée sur la face (4) de moulage, et après l'étape de démoulage, une opération de finition durant laquelle les goupilles (11) sont arasées de la pièce (2) réalisée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'insert (9) comprenant une collerette (13) s'étendant en saillie du corps (10) au droit de l'épaulement (12) et ayant une forme à l'empreinte de la face (4) de moulage, l'insert (9) est introduit jusqu'à ce que la collerette (13) vienne épouser la face (4) de moulage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lors de l'étape de formage, la matière plastique recouvre la collerette (13) de sorte à favoriser la tenue de l'insert (9) sur la pièce (2) en matière plastique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'étape de finition, l'arasement de la goupille (11) se fait au droit de l'épaulement (12) de sorte à obtenir une pièce (2) en matière plastique ayant une surface (15) externe lisse. . Véhicule (1) automobile comprenant une pièce (2) en matière plastique réalisée suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.