Brevet FR3024458A1 — publié le 20160205

La présente invention concerne le domaine de l'assemblage de pièces automobiles, et notamment l'assemblage par collage. On connaît de l'état de la technique un procédé d'assemblage de deux pièces l'une avec l'autre dans une installation de collage. Il peut s'agir par exemple d'un caisson de hayon et une peau de hayon. L'installation comprend un support de positionnement d'une des pièces par rapport à l'autre comprenant deux parties métalliques de maintien de chaque pièce. L'installation comprend également des moyens de chauffage de chaque partie. Par conduction thermique, chaque partie métallique chauffe la pièce qu'elle maintient. Avant de positionner les deux pièces l'une par rapport à l'autre, on applique un film d'une colle thermodurcissable sur l'une et/ou l'autre des pièces à assembler. Puis, on rapporte et on positionne les deux pièces l'une par rapport à l'autre. Ensuite, on chauffe les pièces grâce aux moyens de chauffage afin d'activer la colle thermodurcissable. Enfin, on extrait la pièce assemblée de l'installation. L'activation de la colle thermodurcissable nécessite de chauffer les pièces pendant un certain temps. Pendant ce temps, l'installation est occupée ce qui constitue un temps mort dans le procédé de fabrication de la pièce. Le procédé d'assemblage de l'état de la technique présente donc une limite capacitaire de production, dépendant du temps de cycle nécessaire à l'installation pour assembler des pièces. De plus, le chauffage des pièces engendre un coût énergétique important. En outre, les moyens de chauffage de l'installation rendent celle-ci coûteuse et encombrante. Enfin, l'activation de la colle est réalisée par un apport de chaleur par conduction en chauffant les pièces à coller. Ceci est dû au fait que la colle est inaccessible car elle est 25 mise en place entre les deux pièces. Il n'est donc pas possible de chauffer directement la colle. Or, la chauffe des pièces occasionne : - des déformations dues aux dilatations différentielles des pièces à coller ; - des problèmes de marquage des surfaces d'aspect ; et - des temps de cycle supérieurs à la minute, impliquant un investissement 30 capacitaire important dû au besoin d'utiliser plusieurs moyens de collage pour maintenir les pièces en position ou un capacitaire limité au nombre d'installations mises en place. Par ailleurs, la matière plastique n'étant pas un bon conducteur thermique, le procédé est extrêmement difficile si les deux pièces à coller sont en matière plastique. L'invention a pour but de fournir un procédé de collage permettant de remédier à ces 35 inconvénients. L'invention y parvient en permettant notamment l'utilisation de colle activable par des rayons ultraviolets. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de collage de deux pièces, -2- notamment en matière plastique. Le procédé comporte les étapes suivantes : on dépose au moins un film de colle sur une première pièce ; on met en place la seconde pièce sur la première pièce de façon à ce qu'au moins une des pièces comporte au moins une zone à colle visible, dans laquelle la colle n'est pas recouverte pas l'autre pièce ; et on active une réticulation locale de la colle par irradiation directe de la colle au niveau de la zone à colle visible, ladite zone étant dimensionnée pour permettre, après réticulation de la colle au niveau de ladite zone, la manipulation de l'ensemble des deux pièces sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre. Le procédé selon l'invention permet de réduire drastiquement les temps de cycle. En effet, selon l'invention le temps de réticulation pour manipuler deux pièces formant un hayon est inférieur à 10 secondes, alors que ce même temps est de 2 à 3 minutes pour 15 un procédé de collage classique. De plus, le procédé selon l'invention, qui peut donc se dérouler à température ambiante, permet ainsi de limiter les défauts géométriques liés aux dilatations différentielles et de limiter les défauts d'aspect dus à l'étape de chauffage nécessaire à la réticulation dans les procédés antérieurs. 20 Le procédé permet aussi de limiter les défauts géométriques liés aux dilatations différentielles et de limiter les défauts d'aspect dus à l'étape de chauffage nécessaire à la réticulation dans les procédés antérieurs, du fait que les rayons ultraviolets (UV) n'ont d'effet important, sur de courtes périodes d'exposition, que sur la colle et non sur le plastique des pièces à assembler. 25 Selon un premier mode de réalisation, on réalise la zone à colle visible en réalisant au moins une ouverture sur au moins l'une des pièces, et en remplissant de colle, au moins partiellement, ladite ouverture par écrasement du film de colle lors du pressage des deux pièces à coller. Selon ce mode de réalisation, on peut remplir de colle, au moins partiellement, ladite 30 ouverture, en réalisant les étapes suivantes : i. on dispose une épaisseur de colle en excès au niveau de l'ouverture et/ou aux abords de l'ouverture ; ii. on presse les deux pièces l'une contre l'autre, de façon à appliquer une pression à la colle provoquant le fluage de la colle, puis une remontée de la 35 colle dans l'ouverture ; iii. on cesse de presser les deux pièces, une fois que la colle a atteint une épaisseur souhaitée dans l'ouverture. -3- Selon un second mode de réalisation, la mise en place de la seconde pièce sur la première pièce se fait selon une direction de collage, et on réalise la zone à colle visible en laissant visible, dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de collage, une épaisseur de colle entre les deux pièces. Selon un troisième mode de réalisation, la seconde pièce et la première pièce forment un volume intérieur une fois mis en place, et la zone à colle visible est accessible par des rayons ultraviolets depuis l'intérieur dudit volume. Selon un quatrième mode de réalisation, on réalise la zone à colle visible en réalisant un débordement de la colle au-delà d'une surface d'une des deux pièces. Avantageusement, on utilise une colle activable à température ambiante, et l'on poursuit la réticulation de la colle hors de la zone à colle visible en laissant les deux pièces à température ambiante. Selon l'invention, on peut utiliser comme première pièce une pièce de carrosserie automobile destinée à être visible depuis l'extérieur du véhicule, et comme seconde 15 pièce une pièce de carrosserie automobile destinée à être collée sur la première pièce du côté intérieur du véhicule. L'invention concerne également un ensemble d'une première pièce de carrosserie automobile et d'une seconde pièce de carrosserie automobile, notamment en matière plastique, la première pièce étant destinée à être visible depuis l'extérieur du véhicule, 20 dans lequel la première pièce et la seconde pièce sont fixées l'une à l'autre au moyen d'au moins un film de colle, caractérisé en ce que : la colle est activable par rayons UV ; et en ce que la seconde pièce comporte au moins une ouverture débouchant sur le film de colle, de façon à former une zone à colle visible, dans laquelle la colle n'est pas 25 recouverte pas la seconde pièce, l'ouverture étant dimensionnée pour permettre, après réticulation de la colle dans l'ouverture, la manipulation de l'ensemble des deux pièces sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la figure annexée, fournie à titre d'exemple et ne présentant aucun caractère limitatif, et qui illustre le procédé selon 30 l'invention. La figure 1 illustre les différentes étapes du procédé selon l'invention. La figure 2 illustre un mode de réalisation d'une zone à colle visible activable depuis l'intérieur d'un volume formé par l'assemblage des deux pièces à coller. Les figures 3A à 3D illustrent différents modes de réalisations dans lesquels la zone 35 à colle visible est une ouverture, et la colle est située uniquement au fond de l'ouverture (figure 3A), ou la colle remplit partiellement l'ouverture (figure 3B), remplit complètement l'ouverture (figure 3C), ou la colle déborde de l'ouverture (figure 3D). -4- On se réfère maintenant à la figure 1, qui décrit le procédé, selon l'invention, pour coller deux pièces (1, 2), notamment en matière plastique. Celui-ci comporte les étapes suivantes : E1- on dépose au moins un film de colle (3), d'une colle activable par des rayons ultraviolets (UV), sur au moins une première pièce (1); E2- on met en place, selon une direction de collage, la seconde pièce (2) sur la première pièce (1) en ménageant dans l'ensemble formé par les deux pièces (1, 2) au moins une zone (4) à colle visible, dans laquelle la colle (3) n'est pas totalement recouverte pas l'autre pièce (2), c'est-à-dire que la colle (3) est visible contrairement à la colle masquée située entre les deux pièces ; et E3- on active une réticulation locale de la colle par irradiation directe de la colle au niveau de la zone (4) à colle visible, la zone (4) étant dimensionnée pour permettre, après réticulation de la colle (3) au moins au niveau de la zone (4), la manipulation de l'ensemble des deux pièces (1, 2) sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre. On appelle « direction de collage » la direction selon laquelle la seconde pièce (2) est amenée vers la surface du film de colle (3). Généralement, la direction de collage est la direction sensiblement perpendiculaire à la surface du film de colle. La répartition du film de colle (3) avant pressage est calibré de façon à ce que, après pressage, la colle soit visible à des endroits prédéfinis, les zones (4) à colle visible, sur l'une au moins des pièces (1, 2). Ainsi, la quantité de colle (3) déposée peut être prédéfinie, l'épaisseur du film (3) avant pressage peut être également prédéfinie, tout comme l'emplacement avant pressage du film sur la pièce. On entend par « réticulation de la colle par irradiation directe » le fait que la colle reçoit directement des rayonnements, tels que des rayons ultraviolets (UV), transmettant directement à la colle de l'énergie apte à réticuler la colle. L'action d'initier la réticulation est appelée « activation ». La zone (4) de colle visible est ainsi dimensionnée de façon à ce que la quantité de colle qui réticule au niveau de cette zone suffise pour maintenir, au moins pour la manipulation, les deux pièces (1, 2) collées, et sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre. On recherche donc à avoir une tenue minimum afin de rendre les pièces manipulables, la fin de la réticulation se faisant ultérieurement par tout autre moyen. La partie de colle située en dehors de la zone (4), c'est-à-dire entre les deux pièces, n'est pas visible, et n'est donc pas activée par irradiation directe, comme l'illustre l'étape E4 sur la figure 1. La colle réticulée est noté 3a, et la colle non réticulée est -5- notée 3b. On peut alors parler de collage partiel et temporaire, c'est-à-dire que les deux pièces (1, 2) peuvent n'être collées qu'au niveau de la zone (4) à la fin de l'étape E3. Mais ce collage reste suffisant pour que les pièces restent solidaires et sans mouvement relatif lors de leur manipulation. La partie de colle située en dehors de la zone, c'est-à-dire entre les deux pièces, et qui n'est donc pas activée par irradiation directe, peut réticuler ultérieurement. Avantageusement, la partie de colle située en dehors de la zone finit de réticuler (E5) après avoir pu commencer à manipuler l'ensemble des deux pièces assemblées, de façon à ne pas ralentir le cycle de production. Selon un mode de réalisation particulier, on utilise une colle (3) ayant la capacité de réticuler, même lentement, à température ambiante. On peut par exemple utiliser la colle suivante : DELO-DUALBOND 0 2K VE 518202 (DELO Gmbh, Allemagne), qui est un uréthane acrylate bi-composants. La réticulation peut donc se poursuivre après l'activation par irradiation directe. Ainsi, il est possible d'assembler les deux pièces (1, 2) par réticulation de la colle (3) par irradiation directe de la colle (3) au niveau de la zone (4) à colle visible, puis de manipuler les pièces (1,2), éventuellement d'effectuer des opérations d'assemblage de composants ou de réaliser des finitions (ébavurage, peinture, perçage ...), et les stocker, en magasin par exemple, avant expédition (transport). Pendant tous ces temps sans forte contraintes mécaniques, toute la colle (3) déposée sur au moins l'une des pièces (1, 2) poursuit sa réticulation selon le 2ème mode, en temps masqué, de façon à ce que la réticulation soit terminée avant que la pièce ne soit montée sur le véhicule. Un des intérêts de procéder à la formation d'une zone (4) à colle visible, est de pouvoir activer directement la réticulation de la colle (3) par radiation et non par conduction. De plus, cela permet l'utilisation de colle activables par des rayons ultraviolets (UV). En effet, la partie de colle à nu, c'est-à-dire non masquée entre les deux pièces (1, 2), est rendue accessible à un éclairage aux ultraviolets (UV). L'intérêt de ces colles activables par des rayons UV est de proposer des temps de réticulation très courts. Ainsi, on choisira de préférence une colle activable par UV ayant un temps de réticulation de l'ordre de quelques secondes. Il est ainsi possible de réduire le temps de cycle, du procédé d'assemblage initial par collage des deux pièces principales. Dans ce cas, à l'étape E3 du procédé selon l'invention, on active la réticulation de la 35 colle par irradiation directe de rayons UV. La zone dans laquelle la colle n'est pas recouverte pas l'autre pièce peut être réalisée de différentes manières. -6- Selon un premier exemple, illustré sur la figure 1 (étape E3) et sur la figure 2, on réalise la zone (4) à colle visible en laissant visible une portion de colle entre les deux pièces (1,2), par exemple dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de collage. Ainsi, la zone (4) dans laquelle la colle n'est pas recouverte peut correspondre à une épaisseur du film de colle réparti/positionné entre les deux pièces. Sur ces figures les rayons ultraviolets activant la colle sur le côté, dans l'épaisseur, sont notés UV2. On peut ainsi disposer une épaisseur de colle sur une zone d'au moins une des deux pièces, sur une partie périphérique des pièces (figure 1) ou sur une zone où l'épaisseur de colle sera visible (figure 2), puis positionner les deux pièces l'une sur l'autre et activer la réticulation de la colle par irradiation directe de l'épaisseur de colle visible entre les deux pièces. Selon l'exemple de réalisation de la figure 2, la seconde pièce (2) et la première pièce (1) forment un volume intérieur une fois mises en place. La zone (4) à colle 15 visible est accessible par des rayons ultraviolets depuis l'intérieur de ce volume. L'exemple de la figure 2 est particulièrement intéressant. En effet, il arrive couramment que deux pièces de carrosserie doivent être collées par un accostage bord à bord, mais la position de ces pièces sur le véhicule fait que la colle ne doit pas être visible depuis l'extérieur du véhicule. Il peut s'agir par exemple d'un becquet collé sur le 20 hayon ou le pavillon d'un véhicule. On réalise alors un évidement dans l'une des parois d'accostage, proche du contact entre les deux pièces, de façon à générer un cordon de colle, visible seulement depuis l'intérieur. L'activation de la colle se fait alors par l'intérieur. Selon un second exemple, illustré sur la figure 1 (étape E3), la zone dans laquelle la 25 colle n'est pas recouverte peut correspondre à un débordement de la colle au-delà d'une surface d'une des deux pièces. Sur ces figures les rayons ultraviolets activant la colle ayant débordée, sont notés UV3. On peut ainsi disposer un film de colle «en excès» sur une zone d'au moins une des deux pièces, sur une partie périphérique des pièces par exemple (figure 1), puis positionner les deux pièces l'une sur l'autre. En 30 appliquant une pression sur les deux pièces, la colle flue latéralement jusqu'à créer un débordement de colle autours desdites zones. Plus le film de colle est positionné proche de la périphérie d'au moins une des pièces et plus l'épaisseur du film sera importante, plus le débordement sera facile et rapide à réaliser. Enfin, on active la réticulation de la colle par irradiation directe de la colle ayant débordé. 35 Selon un troisième exemple de réalisation, on crée au moins une ouverture (4), de préférence en regard de la direction de collage, sur au moins l'une des pièces, de façon à rendre visible la colle (3) qui serait cachée par les pièces sans la présence de -7- cette ouverture (4). Selon cet exemple, on peut réaliser une zone (4) à colle visible en réalisant les étapes suivantes : 1. on réalise au moins une ouverture (4) dans au moins une zone d'une des pièces (1, 2), la zone étant destinée à être en contact avec le film de colle ; 2. on remplit, au moins partiellement, de colle (3) l'ouverture (4) par écrasement du film de colle en rapprochant les deux pièces (1, 2) l'une de l'autre par pressage : i. On dispose une épaisseur de colle (3) « en excès », au niveau de l'ouverture (4) et/ou aux abords de l'ouverture (4). ii. On amène et positionne l'autre pièce. La colle (3) est alors soit au fond de l'ouverture (4), soit entre les pièces (1, 2) proches de l'ouverture (4). iii. On presse les deux pièces (1, 2) l'une contre l'autre. Cette pression est transmise à la colle (3), qui flue latéralement entre les deux pièces (1, 2) vers les bords libres en périphérie des pièces et/ou vers l'ouverture (4). Au niveau de cette ouverture (4), la colle (3), déjà présente ou issue du fluage, est libre de fluer verticalement, c'est-à-dire de remonter dans l'ouverture (4). iv. On cesse de presser les deux pièces, une fois que la colle à atteint une épaisseur souhaitée et/ou une surface de débordement souhaitée. Des butées de fin de course d'écrasement garantissent le jeu (donc l'épaisseur de colle souhaitée) entre les deux pièces (1, 2). Selon un mode de réalisation, l'ouverture (4) est au moins partiellement remplie de colle par écrasement du film de colle lors du pressage des deux pièces à coller. Le remplissage peut être partiel, complet, et peut même donner lieu à un débordement de colle, formant une forme en rivet (voir figures 3A à 3D). Selon un mode de réalisation préférentiel, pour réaliser la zone (4) à colle visible, on 25 réalise (lors du moulage de préférence) sur l'une des deux pièces, au moins un ensemble d'ouvertures débouchant sur le film de colle. Ces ouvertures peuvent être positionnées à intervalle régulier ou non. Le nombre, la forme et la position des ouvertures (4) sont choisis de façon à réaliser un réseau de points de fixation entre les deux pièces permettant une manipulation de 30 l'ensemble des deux pièces après réticulation sous UV de la colle seulement au niveau de la zone à colle visible. En d'autres termes, ces ouvertures sont dimensionnées de façon à ce que la quantité de colle qui réticule sous l'effet uniquement des UV au niveau de ces ouvertures suffise pour maintenir en place dans leur position définitive, au moins pour la manipulation, les deux pièces collées. 35 Exemple Le procédé est particulièrement bien adapté pour l'industrie automobile, où il permet -8- d'assembler toutes pièces de carrosserie. Il est notamment possible d'utiliser le procédé pour réaliser un assemblage comportant un becquet, une peau/presseur, un bandeau extérieur, un habillage / une garniture, un support de capteur de parking ou de lave phare... On peut notamment utiliser comme première pièce (1) une pièce de carrosserie automobile destinée à être visible depuis l'extérieur du véhicule, et comme seconde pièce (2) une pièce de carrosserie automobile destinée à être collée sur la première pièce du côté intérieur du véhicule. Selon un exemple de réalisation, la première pièce (1) est un panneau extérieur de 10 hayon de véhicule automobile, destiné à être visible depuis l'extérieur du véhicule, et la seconde pièce (2) est une doublure intérieure de ce hayon. Selon cet exemple, le procédé de collage du panneau et de la doublure du hayon comporte les étapes suivantes : - on réalise dans la doublure un ensemble d'ouvertures(4) débouchant le long du 15 film de colle (3) ; - on dépose un film de colle (3) sur le panneau (1) ; - on remplit, au moins partiellement, de colle (3) les ouvertures (4) au moyen d'un écrasement du film en pressant le panneau (1) et la doublure (2) l'un contre l'autre ; - on active la réticulation de la colle (3) par irradiation directe de la colle au niveau 20 des ouvertures (4), par exemple au moyen d'une lampe UV dans le cas d'une colle activable par rayons UV ; - éventuellement, on poursuit la réticulation de l'ensemble de la colle à température ambiante. 25 L'invention concerne également un ensemble d'une première pièce de carrosserie automobile (1) et d'une seconde pièce de carrosserie automobile (2), notamment en matière plastique, la première pièce (1) étant destinée à être visible depuis l'extérieur du véhicule, dans lequel la première pièce (1) et la seconde pièce (2) sont fixées l'une à l'autre au moyen d'au moins un film de colle (3) activable par rayons UV. La seconde 30 pièce (2) comporte au moins une ouverture (4) débouchant sur le film de colle (3), de façon à former une zone à colle visible, dans laquelle la colle (3) n'est pas recouverte pas la seconde pièce (2), l'ouverture (4) étant dimensionnée pour permettre, après réticulation de la colle (3) dans l'ouverture (4), la manipulation de l'ensemble des deux pièces (1, 2) sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre. 35 Selon un exemple de réalisation, la première pièce (1) est un panneau extérieur de hayon de véhicule automobile, destiné à être visible depuis l'extérieur du véhicule, et la seconde pièce (2) est une doublure intérieure de ce hayon. REVENDICATIONS1. Procédé de collage de deux pièces (1, 2), notamment en matière plastique, dans lequel on dépose (El) au moins un film de colle (3) sur au moins une première pièce (1), caractérisé en ce que : - on utilise une colle activable par des rayons ultraviolets (UV) ; - on met en place (E2) la seconde pièce (2) sur la première pièce (1) en ménageant dans l'ensemble formé par les deux pièces (1, 2) au moins une zone (4) à colle visible, dans laquelle la colle (3) n'est pas totalement recouverte pas l'autre pièce (2) ; et on active (E3) une réticulation locale de la colle (3) par irradiation directe de la colle au niveau de la zone (4) à colle visible, ladite zone(4) étant dimensionnée pour permettre, après réticulation de la colle au moins au niveau de ladite zone (4), la manipulation de l'ensemble des deux pièces (1, 2) sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on réalise la zone (4) à colle visible en réalisant au moins une ouverture sur au moins l'une des pièces, et en remplissant de colle (3), au moins partiellement, ladite ouverture (4) par écrasement du film de colle (3) lors du pressage des deux pièces (1, 2) à coller. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on remplit de colle (3), au moins partiellement, ladite ouverture (4), en réalisant les étapes suivantes : i. on dispose une épaisseur de colle (3) en excès au niveau de l'ouverture (4) et/ou aux abords de l'ouverture (4) ; ii. on presse les deux pièces (1, 2) l'une contre l'autre, de façon à appliquer une pression à la colle (3) provoquant le fluage de la colle (3), puis une remontée de la colle (3) dans l'ouverture (4) ; iii. on cesse de presser les deux pièces (1, 2), une fois que la colle (3) a atteint une épaisseur souhaitée dans l'ouverture (4). 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en place (E2) de la seconde pièce (2) sur la première pièce (1) se fait selon une direction de collage, et on réalise la zone (4) à colle visible en laissant visible, dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de collage, une épaisseur de colle entre les deux pièces (1,2). 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la seconde pièce (2) et la première pièce (1) forment un volume intérieur une fois mis en place, et la zone (4) à colle visible est accessible par des rayons ultraviolets depuis l'intérieur dudit volume. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on réalise la zone (4) à colle visibleen réalisant un débordement de la colle (3) au-delà d'une surface d'une des deux pièces (1, 2). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise une colle activable à température ambiante, et l'on poursuit la réticulation de la colle hors de la zone (4) à colle visible en laissant les deux pièces (1, 2) à température ambiante. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise comme première pièce (1) une pièce de carrosserie automobile destinée à être visible depuis l'extérieur du véhicule, et comme seconde pièce (2) une pièce de carrosserie automobile destinée à être collée sur la première pièce (1) du côté intérieur du véhicule. 9. Ensemble d'une première pièce de carrosserie automobile (1) et d'une seconde pièce de carrosserie automobile (2), notamment en matière plastique, la première pièce (1) étant destinée à être visible depuis l'extérieur du véhicule, dans lequel la première pièce (1) et la seconde pièce (2) sont fixées l'une à l'autre au moyen d'au moins un film de colle (3), caractérisé en ce que : - la colle (3) est activable par rayons UV ; et en ce que - la seconde pièce (2) comporte au moins une ouverture (4) débouchant sur le film de colle (3), de façon à former une zone à colle visible, dans laquelle la colle (3) n'est pas recouverte pas la seconde pièce (2), l'ouverture (4) étant dimensionnée pour permettre, après réticulation de la colle (3) dans l'ouverture (4), la manipulation de l'ensemble des deux pièces (1, 2) sans mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre.