Brevet FR3036343A1 — publié le 20161125

PROCÉDÉ DE MARQUAGE D'UNE PIÈCE DE CARROSSERIE [0001] L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention concerne le marquage des éléments de carrosserie tels que les portes latérales, le volet de coffre, les ailes avant, le pavillon, le côté d'habitacle, ou encore le capot du compartiment moteur. [0002] Le document WO 2010/022813 présente une méthode de marquage d'une pièce, la pièce comprenant un panneau ayant une face externe revêtue d'une couche de peinture et d'une couche de vernis recouvrant la couche de peinture. La pièce est marquée au moyen d'un rayonnement électromagnétique qui, dans un premier cas, élimine la couche de peinture et la couche de vernis ou, dans un deuxième cas, n'élimine que la couche de peinture. [0003] La méthode décrite dans ce document antérieur présente certains inconvénients. [0004] En effet, dans le premier cas, l'élimination de la couche de peinture et de la couche de vernis implique que la pièce marquée subisse une nouvelle étape de vernissage, durant laquelle une nouvelle couche de vernis vient remplir les trous laissés par l'élimination de la couche de peinture et de la couche de vernis. Cette nouvelle étape de vernissage augmente le délai de fabrication de la pièce marquée, et engendre une augmentation du coût de fabrication. [0005] Dans le deuxième cas, lorsque seule la couche de peinture est éliminée, un vide se crée entre la face externe du panneau et la couche de vernis. Ce vide crée une zone de fragilité de la couche de vernis qui peut favoriser une rupture locale de la couche de vernis, voire un écaillage de la couche de vernis, qui ne remplit alors plus sa fonction de protection de la couche de peinture. [0006] Un premier objectif est de proposer un procédé de marquage d'une pièce de carrosserie, assurant une bonne résistance du marquage dans le temps. [0007] Un deuxième objectif est de proposer un procédé de marquage d'une pièce de carrosserie, qui soit rapide et de faible coût. [0008] Un troisième objectif est de proposer un procédé de marquage d'une pièce de carrosserie, offrant de nombreuses possibilités de personnalisation. 3036343 2 [0009] Un quatrième objectif est de proposer une pièce de carrosserie pourvue d'un marquage réalisé selon un procédé de marquage répondant aux objectifs précédents. [0010] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de 5 fabrication d'une pièce de carrosserie comprenant un panneau ayant une face externe revêtue d'une couche de peinture, et d'une couche de vernis recouvrant la couche de peinture, cette pièce de carrosserie portant un marquage réalisé au moyen d'un rayonnement électromagnétique ayant un pic d'énergie autour d'une longueur d'onde 10 efficace, le procédé comprenant les étapes suivantes: fourniture du panneau dans une configuration brute, c'est à dire sans la couche de peinture ni la couche de vernis ; sélection d'une peinture absorbant le rayonnement électromagnétique à la longueur d'onde efficace ; 15 application, sur la face externe, de la couche de peinture ; sélection d'un vernis transparent au rayonnement électromagnétique, à la longueur d'onde efficace ; application, sur la couche de peinture, de la couche de vernis, pour obtenir une pièce de carrosserie semi-terminée, et 20 réalisation du marquage dans la couche de peinture, au travers de la couche de vernis, par dégradation, notamment thermochimique et photochimique, d'un pigment de la couche de peinture, notamment à base de métal ou d'oxyde métallique, durant l'exposition de la pièce de carrosserie semi-terminée au 25 rayonnement électromagnétique. [0011] La longueur d'onde efficace peut être déterminée par la source de rayonnement électromagnétique, la peinture étant sélectionnée de sorte à absorber le rayonnement électromagnétique à la longueur d'onde efficace. En variante, la peinture étant prédéfinie, 30 une source de rayonnement électromagnétique est sélectionnée de sorte à émettre un rayonnement électromagnétique à longueur d'onde efficace, absorbée par la peinture. Avantageusement, la source de rayonnement électromagnétique permet un choix d'au moins une longueur d'onde efficace, parmi plusieurs longueurs d'ondes 35 d'émission. 3036343 3 [0012] Dans une mise en oeuvre, la pièce de carrosserie est métallique, par exemple en acier, en particulier acier galvanisé, ou alliage léger. [0013] Dans une autre mise en oeuvre, la pièce de carrosserie est en 5 matériau composite à matrice polymère, et est par exemple destinée à former une aile avant. [0014] Dans une mise en oeuvre, la pièce de carrosserie est en acier galvanisé, portant un revêtement de cataphorèse, une couche de peinture dite couche de base, et un vernis. La couche de base assure la 10 teinte et les effets, par exemple métallisé. La couche de vernis est translucide. Le procédé provoque une dégradation d'un ou plusieurs pigments contenus dans la couche de base, le rayonnement électromagnétique traversant la couche de vernis sans la dégrader. A titre d'exemple, le revêtement de cataphorèse présente une épaisseur 15 de 25 microns, la couche de base présente une épaisseur de 10 à 30 microns, et la couche de vernis présente une épaisseur de 35 à 45 microns. [0015] La mise en oeuvre du procédé implique avantageusement une modification de la partie supérieure de la couche de base, typiquement 20 sur quelques microns, à l'interface entre la couche de vernis et la couche de base. [0016] Le procédé est avantageusement mis en oeuvre pour la modification de la face externe d'une pièce de carrosserie, la dégradation d'un ou plusieurs pigments de la couche de peinture 25 modifiant localement cette couche de peinture, créant des motifs par contraste. [0017] Les motifs créés par la mise en oeuvre du procédé peuvent être décoratifs, ou inclure une information. Le procédé trouve ainsi application dans la modification de l'esthétique de la robe extérieure du 30 véhicule, et trouve également application dans la réalisation de marquage d'identification de la pièce de carrosserie ou du véhicule, ou bien encore dans le marquage publicitaire. [0018] La mise en oeuvre du procédé est rapide et à faible coût, sans interruption du flux conventionnel de mise en peinture. En effet, la 35 couche de vernis n'est sensiblement pas dégradée par la mise en oeuvre du procédé et il n'est ainsi pas nécessaire de passer une 3036343 4 nouvelle couche de vernis sur la pièce de carrosserie, une fois le marquage réalisé. [0019] Lorsque le marquage est réalisé, la couche de vernis a conservé son intégrité et continue d'assurer une protection de la 5 couche de peinture. De plus, la couche de peinture n'est pas éliminée par la mise en oeuvre du procédé, et continue d'assurer une protection vis-à-vis de la corrosion. [0020] La mise en oeuvre du procédé offre une grande souplesse et durabilité de la personnalisation de la pièce de carrosserie, sans 10 nécessiter la fabrication d'une pièce supplémentaire, contrairement aux autocollants ou badges conventionnels, collés sur les pièces de carrosserie. [0021] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : 15 la longueur d'onde efficace du rayonnement électromagnétique est comprise entre 1050 et 1080 nm ; la longueur d'onde efficace du rayonnement électromagnétique est de 1064 nm ; la réalisation du marquage comprend le déplacement du 20 rayonnement électromagnétique à une vitesse comprise entre 7 et 13 m/s ; - la réalisation du marquage comprend le déplacement du rayonnement électromagnétique à une vitesse de 10 m/s. [0022] II est proposé, en second lieu, une station de marquage 25 comprenant un bras laser et une unité de commande apte à mettre en oeuvre le procédé tel que précédemment décrit. [0023] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : le bras laser comprend une diode laser pour l'émission du 30 rayonnement électromagnétique ; le bras laser comprend une matrice de diodes laser ; le laser peut être de type laser à disque, laser à fibre. [0024] Le choix du marquage peut ainsi être réalisé par la commande d'une matrice de diodes laser ou par le balayage d'un faisceau unique. 35 [0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la 3036343 5 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'une station de marquage d'une pièce de carrosserie automobile, 5 la figure 2 est une vue schématique d'une pièce de carrosserie en cours de marquage par un rayonnement électromagnétique, cette vue comprenant un médaillon de détail à échelle agrandie ; la figure 3 est une vue de détail montrant une matrice de diodes équipant le bras laser de la station de marquage. 10 [0026] On a représenté sur la figure 1, une station 1 de marquage d'une pièce 2 de carrosserie d'un véhicule 3 automobile. En l'espèce, cette pièce 2 de carrosserie est une porte latérale, cependant il pourrait s'agir d'un capot, d'un volet de coffre, du toit ou encore de toute pièce rapportée sur le véhicule 3 telles que les coques de rétroviseurs, les 15 enjoliveurs de roue ou encore le couvercle de la trappe à carburant. [0027] La pièce 2 de carrosserie comprend un panneau 4 ayant une face 5 externe sur laquelle sont appliquées une couche 6 de peinture et une couche 7 de vernis. La couche 7 de vernis recouvre la couche 6 de peinture de sorte à assurer la protection de cette dernière. 20 [0028] Selon le mode de réalisation illustré, le panneau 4 est réalisé dans un matériau métallique tel que l'acier ou un alliage d'aluminium, mais il pourrait également être réalisé dans un matériau polymère. [0029] Lorsque le panneau 4 est réalisé en acier, un revêtement de cataphorèse est avantageusement placé sous la couche de peinture, 25 dite couche de base. A titre d'exemple, le revêtement de cataphorèse présente une épaisseur de 25 microns, la couche de base présente une épaisseur de 10 à 30 microns, et la couche de vernis présente une épaisseur de 35 à 45 microns. [0030] La station 1 de marquage comprend un bras 8 laser et une 30 unité 9 de commande permettant le pilotage du bras 8 laser selon un procédé de marquage qui sera décrit ci-après. [0031] Le bras 8 laser comprend une partie extrême 10 ayant au moins une diode laser permettant l'émission d'un rayonnement 11 électromagnétique permettant la réalisation du marquage 12. 35 [0032] Dans la suite de cette description, le choix du laser est déterminé principalement par la longueur d'onde. Il est entendu 3036343 6 toutefois que d'autres paramètres peuvent être pris en compte, en particulier la largeur d'impulsion, l'énergie délivrée par unité de surface, l'énergie délivrée par unité de temps. [0033] Le rayonnement électromagnétique provoque une dégradation, 5 par exemple thermochimique et photochimique, d'au moins un pigment de la couche de peinture, par exemple un pigment à base de métal ou d'oxyde métallique. Par exemple, le rayonnement électromagnétique provoque la réduction du dioxyde de titane. Cette dégradation conduit à une modification locale de l'apparence de la pièce de carrosserie, cette 10 modification de l'apparence étant vue comme un contraste visuel, pouvant être essentiellement lié à une modification de la couleur, et/ou de la brillance. [0034] Dans certaines mises en oeuvre, la couche de peinture comprend au moins un additif spécifiquement ajouté en vue de la mise 15 en oeuvre éventuelle du procédé. Par exemple, cet additif est un oxyde métallique, ou un pigment organique. [0035] Dans certaines mises en oeuvre, la couche de peinture comprend un liant et un ou des pigments, le liant étant dégradé thermiquement par l'absorption du rayonnement électromagnétique par 20 les pigments. [0036] Dans certaines mises en oeuvre, la couche de peinture comprend un pigment organique dégradé par le rayonnement électromagnétique. [0037] L'épaisseur de la couche de peinture et l'énergie du 25 rayonnement incident sont tels que le métal du panneau de carrosserie n'est pas affecté par le rayonnement électromagnétique. [0038] Avantageusement, la partie extrême 10 du bras 8 comprend plusieurs diodes 13 laser qui peuvent, le cas échéant, être allumées simultanément. 30 [0039] Dans un mode de réalisation différent, représenté sur la figure 3, le bras 8 laser est pourvu d'une matrice 14 laser, cette matrice 14 comprenant une multitude de diodes 13 laser qui sont allumées ou éteintes afin de former le motif du marquage 12 à réaliser. [0040] Dans une mise en oeuvre, les diodes 13 laser sont de type 35 YAG et présentent une longueur d'onde efficace du rayonnement 11 électromagnétique comprise entre 1050 et 1080 nm (nanomètres, soit 10-9 mètres). Dans une mise en oeuvre, le laser est de type Nd :YAG à 3036343 7 longueur d'onde 1064 nm. L'expression « longueur d'onde efficace » désigne une longueur d'onde pour laquelle et autour de laquelle une dégradation de la couche de peinture est obtenue. [0041] Le déplacement du faisceau laser est assuré, dans une mise 5 en oeuvre, par deux miroirs galvanométriques. [0042] Le procédé de marquage comprend les étapes suivantes. [0043] Dans un premier temps, la pièce 2 de carrosserie est fournie et présentée de sorte que sa face 5 externe soit visible. [0044] Dans un deuxième temps, une peinture est choisie dans une 10 base de données qui recense différentes teintes et effets, par exemple nacré, métallisé. [0045] Les peintures référencées dans la base de données réagissent à une exposition au rayonnement 11 électromagnétique, à la longueur d'onde efficace. 15 [0046] Dans un troisième temps, la peinture sélectionnée est appliquée en une couche 6 de peinture sur la face 5 externe de la pièce 2 de carrosserie. Avantageusement, la couche 6 de peinture a une épaisseur comprise entre 10 et 30 pm. [0047] Dans un quatrième temps, un vernis est choisi dans une base 20 de données. Avantageusement, le vernis est choisi en fonction de ses caractéristiques de transparence au rayonnement 11 électromagnétique émis par les diodes 13 laser, c'est à dire que le vernis ne réagit pas avec le rayonnement 11 électromagnétique et transmets le rayonnement 11 électromagnétique pour atteindre la couche 6 de peinture. 25 [0048] Dans un cinquième temps, le vernis est appliqué en une couche 7 de vernis de sorte qu'il recouvre la couche 6 de peinture. Lorsque la couche 7 de vernis est appliquée, la pièce de carrosserie obtenue est alors une pièce de carrosserie semi-terminée. Avantageusement, la couche 7 de vernis a une épaisseur comprise 30 entre 35 et 45 pm. [0049] Une fois la couche 6 de peinture et la couche 7 de vernis appliquées, le procédé réalise le marquage 12 dans la couche 6 de peinture, au travers de la couche 7 de vernis, par exemple par dégradation thermochimique et photochimique de pigments à base de 35 métal ou d'oxyde métallique de la couche 6 de peinture, durant l'exposition de la pièce de carrosserie semi-terminée au rayonnement 11 électromagnétique. 3036343 8 [0050] Lors de l'exposition de la pièce de carrosserie semi-terminée au rayonnement 11 électromagnétique, seule la couche 6 de peinture réagit comme symbolisé en figure 2. [0051] Le rayonnement 11 électromagnétique traverse la couche 7 de 5 vernis puis atteint la couche 6 de peinture ce qui crée une zone 15 de réaction dans laquelle par exemple la couche 6 de peinture se dépigmente, les pigments colorés de la couche 6 de peinture étant modifiés par le rayonnement incident. [0052] La dépigmentation peut alors consister en un éclaircissement 10 des pigments colorés, ou au contraire, en un assombrissement des pigments colorés. La dépigmentation crée localement un contraste entre la couche 6 de peinture et le marquage 12. [0053] Par conduction, une zone 16 périphérique se forme autour de la zone 15 de réaction, la dépigmentation se faisant de manière très 15 légère dans la zone 16 périphérique. [0054] Le déplacement du bras 8 laser permet de créer le motif voulu pour le marquage 12, par exemple un lettrage. Le déplacement du bras le long de la pièce 2 de carrosserie est réalisé à une vitesse comprise entre 7 et 13 m/s (mètres par seconde) et par exemple à une vitesse de 20 10 m/s. [0055] Dans le cas d'un bras 8 laser pourvu d'une matrice 14, le déplacement de la matrice 14 n'est pas nécessaire, seule la durée durant laquelle les diodes 13 laser seront allumées pourra varier pour chaque diode 13 laser en fonction de la dégradation à créer dans la 25 couche 6 de peinture. Toutefois, un déplacement de la matrice 14 peut être nécessaire pour des pièces 2 de carrosserie ayant des dimensions supérieures à celles de la matrice 14, dans ce cas, la vitesse de déplacement de la matrice 14 sera identique à celle d'un bras 8 laser. [0056] Le procédé de marquage et la station 1 de marquage qui 30 viennent d'être décrits présentent de nombreux avantages parmi lesquels: rapidité de réalisation ; coût de réalisation réduit ; - personnalisation accrue de la pièce de carrosserie. 35 [0057] En effet, la couche 7 de vernis n'est pas dégradée lors de la mise en oeuvre du procédé et il n'est pas nécessaire de passer une 3036343 9 autre couche de vernis sur la pièce 2 de carrosserie une fois le marquage 12 réalisé. [0058] La transparence du vernis permet que seule la couche 6 de peinture réagisse avec le rayonnement 11 électromagnétique. Lorsque 5 le marquage 12 est réalisé, la couche 7 de vernis a conservé son intégrité et continue d'assurer la protection de la couche 6 de peinture. De plus, lorsque le rayonnement 11 électromagnétique vient interagir avec la couche 6 de peinture, la couche 6 de peinture réagit sans être éliminée. Ainsi, la résistance du décor de la pièce 2 de carrosserie, 10 c'est à dire de la couche 6 de peinture marquée et de la couche 7 de vernis, est maintenue, la couche 7 de vernis assurant la protection de la couche 6 de peinture, même sur le marquage 12. [0059] En outre, la dépigmentation de la couche 6 de peinture n'entraîne pas de disparition partielle de la couche 6 de peinture. Ainsi, 15 la couche 7 de vernis repose toujours sur la couche 6 de peinture sans qu'il puisse exister d'espace entre la couche 7 de vernis et la face 5 externe du panneau 4. Le contact permanent entre la couche 7 de vernis et la couche 6 de peinture assure alors une meilleure résistance de la couche 7 de vernis sans risques de ruptures localisés à proximité 20 ou sur le marquage 12. [0060] Contrairement aux autocollants ou autres badges rapportés sur les pièces 2 de carrosserie, le marquage 12 par rayonnement 11 électromagnétique permet de créer des motifs et des effets tridimensionnels sur les pièces 2 de carrosseries tout en leur assurant 25 une résistance dans le temps supérieure. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce (2) de carrosserie comprenant un panneau (4) ayant une face (5) externe revêtue d'une couche (6) de peinture, et d'une couche (7) de vernis recouvrant la couche (6) de peinture, cette pièce (2) de carrosserie portant un marquage (12) réalisé au moyen d'un rayonnement (11) électromagnétique ayant un pic d'énergie autour d'une longueur d'onde efficace, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes: - fourniture du panneau (4) dans une configuration brute, c'est à dire sans la couche (6) de peinture ni la couche (7) de vernis ; - sélection d'une peinture absorbant le rayonnement (11) électromagnétique à la longueur d'onde efficace ; - application, sur la face (5) externe, de la couche (6) de peinture ; - sélection d'un vernis transparent au rayonnement (11) électromagnétique, à la longueur d'onde efficace ; - application, sur la couche (6) de peinture, de la couche (7) de vernis, pour obtenir une pièce de carrosserie semi-terminée, et - réalisation du marquage (12) dans la couche (6) de peinture, au travers de la couche (7) de vernis, par dégradation d'un pigment de la couche (6) de peinture durant l'exposition de la pièce de carrosserie semi-terminée au rayonnement (11) électromagnétique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur d'onde efficace du rayonnement (11) électromagnétique est comprise entre 1050 et 1080 nm. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur d'onde efficace du rayonnement (11) électromagnétique est de 1064 nm. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réalisation du marquage (12) comprend le déplacement du rayonnement (11) électromagnétique à une vitesse 3036343 11 comprise entre 7 et 13 m/s. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réalisation du marquage (12) comprend le 5 déplacement du rayonnement (11) électromagnétique à une vitesse de 10 m/s. 6. Station (1) de marquage comprenant un bras (8) laser et une unité (9) de commande apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une 10 quelconque des revendications précédentes. 7. Station (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bras (8) laser comprend une diode (13) laser pour l'émission du rayonnement (11) électromagnétique. 15 8. Station (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bras (8) laser comprend une matrice (14) de diodes (13) laser. 9. Station (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le 20 laser est de type laser à disque ou laser à fibre.