Brevet FR3027836A1 — publié le 20160506

- 1 - DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des pièces structurelles et/ou décoratives, en particulier des pièces de garniture ou de revêtement d'habitacles de véhicules, et plus particulièrement la fabrication et la constitution de telles pièces. Dans ce contexte, l'invention a pour objet un procédé de fabrication amélioré, ainsi qu'une pièce obtenue par l'intermédiaire de ce procédé. Jusqu'à récemment, les pièces du type précité étaient souvent constituées de deux couches, à savoir, un substrat et une peau, le substrat 10 fournissant la forme de base, la rigidité et la tenue mécanique à la pièce et la peau l'aspect et la finition de la face apparente. Toutefois, une tendance récente à l'utilisation de pièces de ce type présentant au moins trois couches se développe, avec le souhait ou la nécessité de disposer d'un revêtement de face arrière particulier, entre autre 15 pour pallier de ce côté d'éventuelle(s) limitations, inconvénients ou manques, notamment d'ordre fonctionnel ou technique, du substrat. Actuellement, la fabrication de ce type de pièce tricouche est compliquée et fastidieuse avec les dispositifs de moules traditionnels et/ou ne permet pas d'aboutir à une qualité suffisante des pièces produites, ou à 20 tout le moins constante dans le temps. De plus, la cadence de production est faible du fait des durées de processus industriel incompressibles et du caractère séquentiel de la production. En outre, les pièces à trois couches sont exposées à un risque 25 plus élevé de délamination et présente souvent une cohésion structurelle limitée, découlant de leur mode de fabrication. On connait par ailleurs des dispositifs de moule à noyau rotatif, comme par exemple par le document EP 1 512 511, utilisés pour la fabrication de pièces à deux couches constitutives. 30 Le problème posé à l'invention consiste à proposer un procédé de fabrication de pièces tricouches amélioré, en termes de cadence, de productivité, de complexité opérationnelle et/ou de cohésion structurelle et de finition des pièces obtenues, par rapport à l'état de la technique. - 2 - A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de garniture ou de revêtement intérieur(e) pour véhicule automobile, comprenant une face d'aspect et une face arrière, mutuellement opposées et respectivement apparente et non apparente après montage in situ, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à fournir une ébauche de la pièce, destinée à former la couche centrale de cette dernière, à disposer cette ébauche dans une première cavité d'un dispositif de moulage à noyau rotatif, lequel définit simultanément deux cavités ou enceintes de moulage par coopération respectivement avec une première et une seconde partie de moule complémentaires distinctes, à injecter un premier matériau thermoplastique sur l'une des deux faces de l'ébauche de manière à constituer une première couche formant la face d'aspect ou la face arrière, à transférer l'ébauche pourvue de la première couche dans la seconde cavité par rotation du noyau portant l'ébauche, à injecter un second matériau thermoplastique sur la seconde face de l'ébauche de manière à constituer une seconde couche formant la face arrière ou la face d'aspect et, enfin, à extraire la pièce à au moins trois couches constitutives et intégrant la face d'aspect et la face arrière. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci- après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : les figures lA à 1J sont des vues simplifiées en coupe d'un dispositif de moule à noyau rotatif, illustrant les principales étapes successives de fabrication d'une pièce à trois couches selon l'invention, les figures 1B à lE illustrant les étapes de démarrage d'une phase de production d'une pièce et les figures 1F à H illustrant les étapes effectuées cycliquement en cours de production de cette pièce, et, la figure 2 est une vue partielle en coupe et en élévation latérale, à une échelle différente, d'une pièce de garniture fabriquée au moyen du procédé illustré sur les figures 1. Les figures lA à 1J illustrent par le biais d'opérations réalisées successivement au niveau d'une installation adaptée, un procédé de 35 fabrication d'une pièce 1 de garniture ou de revêtement intérieur(e) pour véhicule automobile, comprenant une face d'aspect 2 et une face arrière 2', - 3 - mutuellement opposées et respectivement apparente et non apparente après montage in situ (au niveau du lieu d'implantation finale de la pièce). Conformément à l'invention, ce procédé consiste essentiellement à fournir une ébauche 3, 3' de la pièce 1, destinée à former 5 la couche centrale de cette dernière, à disposer cette ébauche 3 dans une première cavité 4 d'un dispositif de moulage à noyau rotatif 6, lequel définit simultanément deux cavités ou enceintes de moulage 4, 4' par coopération respectivement avec une première et une seconde partie de moule complémentaires 7, 7' distinctes, à injecter un premier matériau 10 thermoplastique sur l'une des deux faces de l'ébauche 3, 3' de manière à constituer une première couche 8 formant la face d'aspect ou la face arrière, à transférer l'ébauche 3, 3' pourvue de la première couche 8 dans la seconde cavité 4' par rotation du noyau 6 portant l'ébauche 3, 3', à injecter un second matériau thermoplastique sur la seconde face de l'ébauche 3, 3' de manière à 15 constituer une seconde couche 8' formant la face arrière ou la face d'aspect et, enfin, à extraire la pièce 1 à au moins trois couches constitutives et intégrant la face d'aspect 2 et la face arrière 2'. L'ébauche 3, 3' présente avantageusement déjà la forme générale et, au moins pour partie et/ou par endroits, la forme locale 20 approximative, voire précise, de pièce finale 1 à réaliser (à une fine couche en surface près). Comme l'ébauche 3, 3', qui forme la couche principale en termes de quantité de matière, est réalisée en dehors du dispositif de moulage, et que seules de faibles quantités de matière sont surmoulées, 25 aucune phase particulière de refroidissement n'est nécessaire et donc les étapes successives peuvent s'enchaîner au niveau du dispositif sans temps mort inactif Afin de gagner en productivité et comme le montrent les figures 1F à 1I, le procédé de fabrication peut consister, après transfert de 30 l'ébauche 3 pourvue de la première couche 8 dans la seconde cavité 4', à mettre en place une nouvelle ébauche 3' dans la première cavité 4 et à injecter, pendant des fenêtres temporelles au moins partiellement chevauchantes, préférentiellement sensiblement identiques et coïncidentes, le premier matériau thermoplastique dans la première cavité 4 et le second 35 matériau thermoplastique dans la seconde cavité 4'. De manière préférée, il peut être prévu de fournir une ébauche 3, 3' qui est, par exemple, réalisée par thermoformage et/ou matriçage, par - 4 - exemple à partir d'une feuille ou plaque monocouche ou multicouche. Cette ébauche peut comporter au moins un orifice traversant 9, préférentiellement plusieurs orifices distribués sur sa surface, autorisant le passage du premier matériau thermoplastique lors de la formation par injection de la première couche 8. Comme le montrent les figures 1D et 1H dans les dessins annexés et en accord avec un mode de réalisation avantageux de l'invention, il peut être prévu, lors du moulage par injection ou du moulage par injection et compression de la couche 8 destinée à constituer la face arrière 2', de former simultanément des structures fonctionnelles proéminentes et/ou renfoncées 10, d'un seul tenant avec ladite couche 8, telles que par exemple des nervures, des rainures, des sites de fixation, des sites d'indexation, des sites de liaisonnement mécaniques, des sites de montage et/ou de collage ou analogue. En variante et en vue de pourvoir la face d'aspect d'un état de surface spécifique final venu de moulage, le procédé peut consister, lors du moulage par injection ou du moulage par injection et compression de la couche 8' destinée à constituer la face d'aspect 2, à former simultanément, en surface et dans le matériau de la couche 8, des motifs en relief conférant, au moins localement, une apparence visuelle et/ou un toucher spécifique(s) à la face d'aspect 2, tels que par exemple un motif grainé, au moins un texte, au moins un pictogramme, une imitation de couture ou analogue. Comme le montrent les figures 1F à H, le procédé de fabrication consiste préférentiellement, dans le cadre de son déroulement 25 courant, et après rotation du noyau 6 amenant une ébauche 3 pourvue de la première couche 8 dans la seconde cavité 4': a) à mettre en place une nouvelle ébauche 3' dans la première cavité 4 à l'état ouvert, préférentiellement en la disposant dans la première partie de moule complémentaire 7, 30 b) à fermer les deux cavités 4 et 4' en rapprochant les deux parties de moules complémentaires 7, 7' du noyau rotatif 6, c) à injecter les premier et second matériaux thermoplastiques respectivement dans les premières et secondes cavités 4 et 4' pour former la seconde couche 8' sur l'ébauche 3 comportant déjà la première couche 8 et 35 la première couche 8 sur la nouvelle ébauche 3', d) à ouvrir les deux cavités 4 et 4' en écartant les deux parties de moule complémentaires 7 et 7' du noyau rotatif 6, - 5 - e) à extraire de la seconde cavité 4' la pièce finale 1 à trois couches comportant la face d'aspect 2 et la face arrière 2', f) à effectuer une rotation du noyau 6 pour amener l'ébauche 3' pourvue de la première couche 8 en regard de la seconde partie de moule 5 complémentaire 7' formant avec le noyau rotatif 6 la seconde cavité 4', et, g) à répéter les opérations a) à f). L'invention concerne également une installation de fabrication d'une pièce 1 de garniture ou de revêtement intérieur(e) de véhicule automobile, par mise en oeuvre du procédé décrit précédemment, ladite 10 installation comprenant notamment un dispositif de moulage 5 à noyau rotatif 6 et à deux cavités ou enceintes de moulage 4 et 4'. Cette installation est caractérisée, comme cela ressort des figures 1B à 1I, en ce que les composantes constitutives du dispositif de moulage 5 sont arrangées verticalement ou horizontalement et définissent 15 une première cavité inférieure 4 et une seconde cavité supérieure 4', respectivement droite et gauche, en ce que le noyau rotatif 6 est mobile autour d'un axe de rotation X, arrangé sensiblement horizontalement ou sensiblement verticalement et comporte deux faces fonctionnelles opposées identiques 6' qui définissent par coopération avec des première et seconde 20 parties de moule complémentaires 7, 7', mobiles selon une direction sensiblement verticale ou horizontale et associées chacune à des moyens d'injection de matériau thermoplastique propres 11, 11', respectivement lesdites première et seconde cavités ou enceintes 4, 4' de moulage par injection ou injection/compression (seule la variante de réalisation avec 25 rotation du noyau autour d'un axe horizontal est représenté). Enfin, l'invention porte également sur une pièce de garniture ou de revêtement intérieur(e) 1 pour véhicule automobile, comprenant au moins trois couches constitutives 3, 3'; 8, 8', à savoir au moins une couche centrale 3, 3', une première couche externe 8 formant la face arrière 2', non 30 apparente, de la pièce 1 et une seconde couche externe 8' formant la face d'aspect 2, apparente, de la pièce 1, les deux couches externes étant constituées du même matériau thermoplastique ou chacune d'un matériau thermoplastique spécifique, pièce de garniture 1. Conformément à l'invention, cette pièce 1 consiste en une pièce 35 venue de moulage, au moins en ce qui concerne les deux couches externes 8, 8', par mise en oeuvre du procédé de fabrication décrit précédemment, et préférentiellement en utilisant l'installation précitée, la première couche - 6 - externe 8 étant pourvue de structures fonctionnelles proéminentes et/ou renfoncées 10, formées d'un seul tenant avec ladite couche 8 et la seconde couche externe 8' formant une peau d'aspect. La seconde couche externe 8' peut également comporter des 5 formations, des reliefs, des structures surfaciques venu(e)s de moulage (figure 2). Avantageusement, la couche centrale 3, 3' est une pièce thermoformée d'un matériau moussé (réduction de poids) et les deux couches externes 8, 8' peuvent consister en un polypropylène ou un 10 matériau thermoplastique analogue. Préférentiellement, la surface de la seconde couche externe 8' présente un aspect structuré ou texturé, avec des motifs en relief conférant, au moins localement, une apparence visuelle et/ou un toucher spécifique(s) à la face d'aspect 2. 15 En vue de renforcer avantageusement la cohésion de la pièce tricouche 1 et comme le montre à titre d'exemple la figure 2, la ou les couches intérieures 3, 3' formant l'ébauche sur laquelle les première et seconde couches 8, 8' sont rapportées par moulage, est(sont) pourvue(s) d'au moins un orifice traversant 9, préférentiellement situé centralement par 20 rapport à l'extension surfacique latérale de l'ébauche 3, 3', dans lequel s'étend le matériau thermoplastique de la première couche externe 8 pour former un pont de matière 9' jusqu'à la seconde couche externe 8' et en ce que des ponts de matière 12 constitués du matériau thermoplastique de la seconde couche externe 8' s'étendent éventuellement, à travers des orifices 25 traversant additionnels 12 de l'ébauche 3, 3' centrale, jusqu'à la première couche externe 8. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 30 éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1) Procédé de fabrication d'une pièce de garniture ou de revêtement intérieur(e) pour véhicule automobile, comprenant une face d'aspect et une face arrière, mutuellement opposées et respectivement apparente et non apparente après montage in situ, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à fournir une ébauche (3, 3') de la pièce (1), destinée à former la couche centrale de cette dernière, à disposer cette ébauche (3) dans une première cavité (4) d'un dispositif de moulage à noyau rotatif (6), lequel définit simultanément deux cavités ou enceintes de moulage (4, 4') par coopération respectivement avec une première et une seconde partie de moule complémentaires (7, 7') distinctes, à injecter un premier matériau thermoplastique sur l'une des deux faces de l'ébauche (3, 3') de manière à constituer une première couche (8) formant la face d'aspect ou la face arrière, à transférer l'ébauche (3, 3') pourvue de la première couche (8) dans la seconde cavité (4') par rotation du noyau (6) portant l'ébauche (3, 3'), à injecter un second matériau thermoplastique sur la seconde face de l'ébauche (3, 3') de manière à constituer une seconde couche (8') formant la face arrière ou la face d'aspect et, enfin, à extraire la pièce (1) à au moins trois couches constitutives et intégrant la face d'aspect (2) et la face arrière (2'). 2) Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il consiste, après transfert de l'ébauche (3) pourvue de la première couche (8) dans la seconde cavité (4'), à mettre en place une nouvelle ébauche (3') dans la première cavité (4) et à injecter, pendant des fenêtres temporelles au moins partiellement chevauchantes, préférentiellement sensiblement identiques et coïncidentes, le premier matériau thermoplastique dans la première cavité (4) et le second matériau thermoplastique dans la seconde cavité (4'). 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à fournir une ébauche (3, 3'), par exemple réalisée par thermoformage et/ou matriçage, par exemple à partir d'une feuille ou plaque monocouche ou multicouche, comportant au moins un orifice traversant (9), préférentiellement plusieurs orifices distribués sur sa surface, autorisant le passage du premier matériau thermoplastique lors de la formation par injection de la première couche (8).- 8 - 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter les premier et second matériaux thermoplastiques respectivement à travers les premières et secondes parties de moule complémentaires (7, 7'), la surface de la première couche (8) étant conformée par le noyau rotatif (6), par injection du premier matériau thermoplastique à travers l'ébauche (3, 3'), et la surface de la seconde couche (8') étant conformée par la seconde partie de moule complémentaire (7'). 5) Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste, lors du moulage par injection ou du moulage par injection et compression de la couche (8) destinée à constituer la face arrière (2'), à former simultanément des structures fonctionnelles proéminentes et/ou renfoncées (10), d'un seul tenant avec ladite couche (8), telles que par exemple des nervures, des rainures, des sites de fixation, des sites d'indexation, des sites de liaisonnement mécaniques, des sites de montage et/ou de collage ou analogue. 6) Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste, lors du moulage par injection ou du moulage par injection et compression de la couche (8') destinée à constituer la face d'aspect (2), à former simultanément, en surface et dans le matériau de la couche (8), des motifs en relief conférant, au moins localement, une apparence visuelle et/ou un toucher spécifique(s) à la face d'aspect (2), tel que par exemple un motif grainé, au moins un texte, au moins un pictogramme, une imitation de couture ou analogue. 7) Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste, dans le cadre de son déroulement courant, et après rotation du noyau (6) amenant une ébauche (3) pourvue de la première couche (8) dans la seconde cavité (4') : a) à mettre en place une nouvelle ébauche (3') dans la première cavité (4) à l'état ouvert, préférentiellement en la disposant dans la première partie de moule complémentaire (7), b) à fermer les deux cavités (4 et 4') en rapprochant les deux parties de moules complémentaires (7, 7') du noyau rotatif (6), c) à injecter les premier et second matériaux thermoplastiques respectivement dans les premières et secondes cavités (4 et 4') pour former- 9 - la seconde couche (8') sur l'ébauche (3) comportant déjà la première couche (8) et la première couche (8) sur la nouvelle ébauche (3'), d) à ouvrir les deux cavités (4 et 4') en écartant les deux parties de moule complémentaires (7 et 7') du noyau rotatif (6), e) à extraire de la seconde cavité (4') la pièce finale (1) à trois couches comportant la face d'aspect (2) et la face arrière (2'), f) à effectuer une rotation du noyau (6) pour amener l'ébauche (3') pourvue de la première couche (8) en regard de la seconde partie de moule complémentaire (7') formant avec le noyau rotatif (6) la seconde cavité (4'), et, g) à répéter les opérations a) à f). 8) Installation de fabrication d'une pièce de garniture ou de revêtement intérieur(e) de véhicule automobile, par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ladite installation comprenant un dispositif de moulage (5) à noyau rotatif (6) et à deux cavités ou enceintes de moulage (4 et 4'), installation caractérisée en ce que les composantes constitutives du dispositif de moulage (5) sont arrangées verticalement ou horizontalement et définissent une première cavité inférieure (4) et une seconde cavité supérieure (4'), respectivement droite et gauche, en ce que le noyau rotatif (6) est mobile autour d'un axe de rotation (X), arrangé sensiblement horizontalement ou sensiblement verticalement et comporte deux faces fonctionnelles opposées identiques (6') qui définissent par coopération avec des première et seconde parties de moule complémentaires (7, 7'), mobiles selon une direction sensiblement verticale ou horizontale et associées chacune à des moyens d'injection de matériau thermoplastique propres (11, 11'), respectivement lesdites première et seconde cavités ou enceintes (4, 4') de moulage par injection ou injection/compression. 9) Pièce de garniture ou de revêtement intérieur(e) pour véhicule automobile, comprenant au moins trois couches constitutives (3, 3'; 8, 8'), à savoir au moins une couche centrale (3, 3'), une première couche externe (8) formant la face arrière (2'), non apparente, de la pièce (1) et une seconde couche externe (8') formant la face d'aspect (2), apparente, de la pièce (1), les deux couches externes étant constituées du même matériau thermoplastique ou chacune d'un matériau thermoplastique spécifique, pièce de garniture (1),- 10 - pièce caractérisée en ce qu'elle consiste en une pièce venue de moulage, au moins en ce qui concerne les deux couches externes (8, 8'), par mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et préférentiellement en utilisant l'installation selon la revendication 8, la première couche externe (8) étant pourvue de structures fonctionnelles proéminentes et/ou renfoncées (10), formées d'un seul tenant avec ladite couche (8) et la seconde couche externe (8') formant une peau d'aspect. 10) Pièce selon la revendication 9, caractérisée en ce que la 10 surface de la seconde couche externe (8') présente un aspect structuré ou texturé, avec des motifs en relief conférant, au moins localement, une apparence visuelle et/ou un toucher spécifique(s) à la face d'aspect (2). 11) Pièce selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que la ou les couches intérieures (3, 3') formant l'ébauche 15 sur laquelle les première et seconde couches (8, 8') sont rapportées par moulage, est(sont) pourvue(s) d'au moins un orifice traversant (9), préférentiellement situé centralement par rapport à l'extension surfacique latérale de l'ébauche (3, 3'), dans lequel s'étend le matériau thermoplastique de la première couche externe (8) pour former un pont de matière (9') 20 jusqu'à la seconde couche externe (8') et en ce que des ponts de matière (12) constitués du matériau thermoplastique de la seconde couche externe (8') s'étendent éventuellement, à travers des orifices traversant additionnels (12) de l'ébauche (3, 3') centrale, jusqu'à la première couche externe (8).