Brevet FR3056140A1 — publié le 20180323

Moule destiné à la fabrication d'un panneau composite et procédé associé La présente invention concerne un moule de fabrication d'un panneau composite, le panneau composite comprenant un écarteur et au moins une peau inférieure appliquée sur une face inférieure de l'écarteur et sur au moins une face latérale, le moule comprenant: - un premier plateau ; - un second plateau, mobile en translation par rapport au premier plateau selon un axe de déplacement, entre une position d'ouverture et une position de fermeture ; et - au moins un guide de fermeture, fixe par rapport au premier plateau et faisant saillie vers le second plateau en définissant un espace intérieur de formation du panneau, le guide comportant une face inclinée de drapage de la peau inférieure contre la face latérale de l'écarteur. Le panneau composite est notamment destiné à constituer une pièce structurante dans un véhicule automobile, telle qu'une tablette ou un plancher de chargement de coffre. On connait déjà dans l'état de la technique, par exemple dans US 2006/0141206 ou FR 2 918 923, un procédé de fabrication d'un panneau d'équipement de véhicule automobile, comprenant une étape d'assemblage d'un écarteur en nid d'abeille de carton ou de papier, entre deux peaux composites. On forme ainsi un panneau composite de type sandwich. Ce panneau reçoit généralement un parement le plus souvent de type moquette, touffetée ou aiguilletée. De tels panneaux sont légers et robustes, ce qui est souhaité dans un véhicule automobile. Cependant, il est préférable pour de tels panneaux d'avoir des faces latérales présentant des angles aussi proches que possible de 90°, pour des raisons esthétiques mais aussi afin de maximiser leur capacité à être posées sur des surfaces d'appui réduites. Ceci est le cas en particulier lorsque la pièce est un plancher de coffre posé sur des cales prévues le long des garnitures latérales du coffre. Les procédés de fabrication classiques en une seule étape ne permettent pas d'obtenir ce type d'angles droits facilement, car l'écarteur est écrasé au niveau des bords lorsque les peaux composites sont étirées et repliées pour recouvrir les faces latérales. Pour pallier ce problème, il est connu d'utiliser un procédé de fabrication comprenant une étape d'application d'une résine sur deux peaux en fibres de verres situées des deux côtés d'un écarteur en carton. Cette résine est appliquée selon un procédé par injection par un robot, ce qui permet d'ajuster la quantité de résine appliquée aux bords des pièces et de palier le problème d'écrasement des bords de l'écarteur. Ces 3056140 2 pièces, désignées par l'appellation déposée « Baypreg », restent néanmoins chères à fabriquer en raison du temps de cycle plus important et de la quantité de matériau plus importante. Il est pourtant désirable pour le fabricant de conserver un procédé en une seule 5 étape, pour minimiser les temps de fabrication. Ainsi, l'invention a pour but de fournir un équipement de fabrication de panneaux composites dont les faces latérales présentent des angles proches de 90°, permettant de fabriquer à moindre coût et avec une qualité optimale ces panneaux composites en une seule étape. 10 A cet effet, l'invention a pour objet un moule du type précité, caractérisé en ce que le moule comprend en outre un plateau intermédiaire monté sur le premier plateau dans l'espace intérieur, le plateau intermédiaire étant mobile en translation par rapport au premier plateau selon l'axe de déplacement, et en ce que le moule comprend au moins un ressort positionné entre le premier plateau et le plateau intermédiaire selon l'axe de 15 déplacement, le ou chaque ressort s'opposant au mouvement du plateau intermédiaire vers le premier plateau. Selon des modes de réalisation particuliers, le moule selon l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles : 20 - le plateau intermédiaire affleure une base du ou de chaque guide en position de fermeture ; - la face inclinée du ou de chaque guide présente une normale formant un angle compris entre 80° et 90° avec l'axe de déplacement, la face inclinée étant orientée vers le plateau intermédiaire ; 25 - dans la position d'ouverture, le guide fait saillie au niveau du plateau intermédiaire ; - le ou chaque guide présente un bord tranchant orienté vers le second plateau, le bord tranchant étant adapté pour venir en contact avec le second plateau en position de fermeture et couper la peau inférieure ; - le moule comprend au moins une cale amovible disposée entre le premier plateau 30 et le plateau intermédiaire ; - le moule comprend un ensemble d'application d'une contre pression d'amortissement sur le second plateau en position de fermeture ; et - le panneau composite comprend une peau supérieure appliquée sur une face supérieure de l'écarteur. 35 L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un panneau composite comprenant les étapes suivantes : 3056140 3 - fourniture d'un moule comme décrit plus haut; - fourniture d'un écarteur et d'une peau inférieure disposée en regard d'une face inférieure de l'écarteur ; - déplacement du second plateau vers la position de fermeture ; 5 - blocage de la peau inférieure contre la face inférieure par le plateau intermédiaire, l'écarteur étant place dans l'espace intérieur du moule ; - découpe de l'écarteur par le guide pour former la face latérale de l'écarteur ; et - contact entre la face inclinée de drapage du guide et la peau inférieure pour appliquer la peau inférieure contre la face latérale. 10 Selon un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le plateau intermédiaire exerce sur le panneau composite une pression inférieure à une pression seuil d'écrasement de l'écarteur, pendant le mouvement du premier plateau entre une position intermédiaire et la position de fermeture ; 15 - le procédé comprend une étape de déformation plastique de l'écarteur en position de fermeture ; - le procédé comprend une étape de coupure de la peau inférieure et de la peau supérieure par le bord tranchant du ou de chaque guide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée 20 uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'un moule selon l'invention dans une position ouverte ; - la figure 2 est une vue du moule de la figure 1 dans une position intermédiaire ; 25 - la figure 3 est une vue du moule des figures 1 et 2 dans une position fermée. Un moule 2 selon l'invention est représenté sur la figure 1 dans une position ouverte. Le moule 2 est destiné à la fabrication d'un panneau composite 4 selon un procédé en une seule étape de moulage. Le panneau composite 4 est représenté inséré dans le 30 moule 2, sur les figures 1 à 3. Le panneau composite 4 comprend un écarteur 6 comportant une face inférieure 7A, une face supérieure 7B. Le panneau comprend aussi une peau inférieure 10A positionnée sur la face inférieure 7A et une peau supérieure 10B positionnée sur la face supérieure 7B. 35 Après fabrication du panneau 4, l'écarteur 6 présente au moins une face latérale 8, chaque face latérale 8 étant recouverte par la peau inférieure 10A. L'angle formé sur la 3056140 4 peau inférieure 10A entre la face latérale 8 et la face inférieure 7A est compris entre 80° et 95 °, de préférence entre 87° et 90°. L'écarteur 6 est réalisé à base d'une structure alvéolaire ou en nid d'abeille. Ainsi, l'écarteur 6 présente une pluralité de parois perpendiculaires à la face 5 inférieure 7A et à la face supérieure 7B, formant des alvéoles. Chaque alvéole débouche en regard de la peau inférieure 10A à une extrémité et en regard de la peau supérieure 10B à une autre extrémité. Les alvéoles définissent par exemple des mailles polygonales, notamment hexagonales. L'écarteur 6 présente avantageusement une épaisseur supérieure à 2 mm, et par 10 exemple comprise entre 2 mm et 100 mm, notamment entre 5 mm et 30 mm. L'écarteur 6 est avantageusement réalisé en un matériau léger, tel que du papier ou du carton. Ainsi, le panneau composite 4 présente une légèreté adéquate, du fait de la faible densité de l'écarteur 6. L'écarteur 6 est adapté pour ne pas se déformer plastiquement pour des pressions 15 transverses appliquées entre la face inférieure 10A et la face supérieure 10B inférieures à une pression seuil d'écrasement. La pression seuil d'écrasement est par exemple de 500 kPa. Chaque peau 10A, 10B présente avantageusement une épaisseur inférieure à celle de l'écarteur 6. Plus généralement, l'épaisseur de chaque peau 10A, 10B est inférieure à 20 3 mm et notamment comprise entre 0,6 mm et 2 mm. Avantageusement, les peaux 10A, 10B sont réalisée à partir d'un matériau du type désigné par l'appellation déposée « Neomold ». Ce matériau composite comporte des fibres minérales, par exemple des fibres de verre, et une matrice en polymère liant les fibres de minérales entre elles. La matrice en polymère est réalisée à partir de fibres d'un 25 polymère thermofusible, présentant une température de fusion comprise par exemple entre 200°C et 270°C. La matrice en polymère est avantageusement réalisée à base d'un polyester saturé thermoplastique. Le moule 2 comprend un premier plateau 12 et un second plateau 14 mobile par rapport au premier plateau 12 selon un axe de déplacement Z-Z. 30 Par exemple, l'axe de déplacement Z-Z est un axe vertical, le premier plateau 12 est alors un plateau inférieur et le second plateau 14 est un plateau supérieur. Le second plateau 14 est mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture, en passant par une position intermédiaire. Le second plateau 14 est adapté pour venir en appui sur la peau supérieure 10B du panneau composite 4 lors du 35 déplacement du second plateau 14 vers le premier plateau 12. 3056140 5 La figure 1 représente la position d'ouverture, dans laquelle le second plateau 14 est éloigné du premier plateau 12. La figure 2 représente la position intermédiaire, dans laquelle le second plateau 14 est partiellement abaissé vers le premier plateau 12. 5 La figure 3 représente la position de fermeture, dans laquelle le second plateau 14 est complètement abaissé vers le premier plateau 12. Le moule 2 comprend de plus un plateau intermédiaire 18 positionné entre le premier plateau 12 et le second plateau 14. Le plateau intermédiaire 18 est assemblé sur le premier plateau 12 par des 10 colonnes 20 coulissant dans des orifices 22 du premier plateau 12. Le plateau intermédiaire 18 est ainsi mobile en translation selon l'axe de déplacement Z-Z par rapport au premier plateau 12. En position intermédiaire, comme représenté sur la figure 2, le plateau intermédiaire 18 est disposé en appui sur la peau inférieure 10A du panneau composite 4 et le second 15 plateau 14 est disposé en appui sur la peau supérieure 10B. Dans cet exemple, en position de fermeture, comme représenté sur la figure 3, le plateau intermédiaire 18 est au contact du premier plateau 12 et les colonnes 20 sont totalement engagées dans les orifices 22. Le moule 2 est muni d'au moins un ressort 24, le ou chaque ressort 24 étant 20 positionné entre le premier plateau 12 et le plateau intermédiaire 18. Le ou chaque ressort 24 est aligné avec l'axe de déplacement Z-Z. Le plateau intermédiaire 18 s'appuie sur le ou chaque ressort 24. Avantageusement, le ou chaque ressort 24 est partiellement engagé dans une ouverture 26 respective du premier plateau 12, pour le maintien du ressort 24 en position 25 alignée selon l'axe de déplacement Z-Z. Le ou chaque ressort 24 s'oppose au déplacement du plateau intermédiaire 18 vers le premier plateau 12 selon l'axe de déplacement Z-Z. Le ou chaque ressort 24 est adapté pour que le plateau intermédiaire 18 applique sur le panneau composite 4 une pression inférieure à la pression seuil d'écrasement de l'écarteur 6, notamment inférieure ou égale 30 à 400 kPa, lors du déplacement du plateau supérieur de la position intermédiaire à la position de fermeture. Le moule 2 comprend également au moins un guide 30 de fermeture, fixé au premier plateau 12 et faisant saillie vers le second plateau 14. Avantageusement, le moule 2 comprend une pluralité de guides 30 répartis le long de sa périphérie, pour 35 effectuer la découpe du panneau composite 4. En variante, le guide 30 peut être courbe, afin de réaliser des bords latéraux 8 arrondis sur le panneau composite 4. 3056140 6 Sur les figures 1 à 3, deux guides 30 de fermeture sont représentés, s'étendant sur des côtés opposés du plateau intermédiaire 18. Chaque guide 30 comprend une base 32, un bord tranchant 34, et une face inclinée 36 de drapage de la peau inférieure 10A. Le guide 30 sépare un espace intérieur du moule 2 d'un espace extérieur. 5 La base 32 du guide 30 définit un épaulement qui affleure une surface supérieure du plateau intermédiaire 18 en position de fermeture, comme représenté figure 3. Le bord tranchant 34 est orienté face au second plateau 14. Le bord tranchant 34 est adapté pour venir au contact du second plateau 14 en position de fermeture, comme représenté sur la figure 3. Il est ainsi apte à couper la peau inférieure 10A et la peau 10 supérieure 10B par pincement (ou « pinching »). Le bord tranchant 34 est en outre apte à couper l'écarteur 6 au cours du déplacement du moule 2 de la position intermédiaire vers la position de fermeture, formant ainsi la face latérale 8. Le bord tranchant 34 comporte par exemple une lame métallique. 15 Le plateau intermédiaire 18 est disposé entre les guides 30 dans la position d'ouverture, situé entre l'épaulement de la base 32 et le bord tranchant 34 selon l'axe de déplacement Z-Z. La face inclinée 36 de chaque guide 30 est orientée vers le plateau intermédiaire 18. La face inclinée 36 présente une normale formant un angle compris entre 80° et 90° avec 20 l'axe de déplacement Z-Z. La face inclinée 36 est configurée pour plaquer la peau inférieure 10A contre la face latérale 8 en position de fermeture. La face inclinée 36 est ainsi propre à enrouler la peau inférieure 10A autour d'une des faces latérales 8 de l'écarteur 6 au cours du déplacement du second plateau 14 de la position intermédiaire vers la position de fermeture. 25 Le guide 30 présente une hauteur entre l'épaulement de la base 32 et le bord tranchant 34 égale à l'épaisseur de l'écarteur 6 et des peaux inférieure et supérieure 10A, 10B. Ceci permet à la face inclinée 36 de draper la peau inférieure 10A sur toute la hauteur de la face latérale 8. Ainsi, le bord tranchant 34 entre en contact avec la peau inférieure 10A en position 30 intermédiaire, comme représenté sur la figure 2. De même, le bord tranchant entre en contact avec le second plateau 14 en position de fermeture, comme représenté sur la figure 3, coupant l'écarteur 6 et les peaux inférieure et supérieure 10A, 10B. Avantageusement, le moule 2 comprend en outre un ensemble de maintien adapté 35 pour maintenir l'écarteur 6, la peau inférieure 10A et la peau supérieure 10B en appui 3056140 7 contre le second plateau 14, au regard du guide 30. Ceci a pour effet de faciliter l'entrée des peaux 10A, 10B depuis l'extérieur dans l'espace intérieur du moule 2. Par exemple, l'ensemble de maintien comprend des supports latéraux 40, montés coulissants parallèlement à l'axe Z-Z par rapport au premier plateau 12, et des dispositifs 5 d'interposition élastiques 42, par exemple des ressorts, qui s'opposent au mouvement des supports latéraux 40 vers le premier plateau 12. Les supports latéraux 40 sont situés extérieurement par rapport aux guides 30, les guides 30 étant ainsi interposés entre le plateau intermédiaire 18 et les supports latéraux 40. 10 Avantageusement, le premier plateau 12 est adapté pour recevoir au moins une cale placée entre le premier plateau 12 et le plateau intermédiaire 18. Par exemple, le premier plateau présente des rainures en regard du plateau intermédiaire 18, adaptées pour maintenir la ou chaque cale. Ceci permet d'adapter le moule 2 à des panneaux composites 4 comprenant des écarteurs 6 présentant des épaisseurs variables. 15 Un procédé de fabrication d'un panneau composite 4 au moyen du moule 2 va maintenant être décrit. Le procédé de fabrication comprend une étape initiale de fourniture d'un moule 2. Un écarteur 6 tel que précédemment décrit est fourni. Si nécessaire, une ou plusieurs cales sont placées entre le premier plateau 12 et le 20 plateau intermédiaire 18 pour ajuster le moule 2 à l'épaisseur de l'écarteur 6. Une peau inférieure 10A telle que décrite plus haut est placée contre la face inférieure 7A et une peau inférieure 10B est placée contre la face supérieure 7B. Avantageusement, la face inférieure 7A et la face supérieure 7B de l'écarteur 6 sont enduites d'un liant avant la mise en place des peaux 10A, 10B. 25 Une étape préliminaire de chauffage est alors mise en oeuvre, au cours de laquelle l'écarteur 6 et les peaux 10A, 10B sont placés entre des plateaux chauffants, et les peaux 10A, 10B sont portées à une température supérieure à la température de fusion de la matrice polymère, par exemple à une température comprise entre 200°C et 270°C. L'écarteur 6 et les peaux 10A, 10B sont alors placés dans l'espace intérieur du 30 moule 2, entre le second plateau 14 et le plateau intermédiaire 18. Les peaux 10A, 10B et l'écarteur 6 dépassent dans l'espace extérieur du moule 2, c'est-à-dire dépassent au-delà des guides 30, comme représenté sur la figure 1. Le second plateau 14 est alors déplacé vers le premier plateau 12 selon l'axe de déplacement Z-Z. 35 Le second plateau 14 passe par la position intermédiaire représentée sur la figure 2. 3056140 8 Le plateau intermédiaire 18 et le second plateau 14 sont alors simultanément disposés en contact avec la peau inférieure 10A et avec la peau supérieure 10B respectivement. Les ressorts 24 exercent alors une pression lors du déplacement du second plateau 5 14, le plateau intermédiaire 18 bloquant les peaux 10A, 10B contre les faces 7A, 7B de l'écarteur 6. La pression exercée par le plateau intermédiaire 18 sur le panneau composite 4 est inférieure à la pression seuil d'écrasement de l'écarteur 6, qui ne se déforme donc pas plastiquement. Cependant; les peaux 10A, 10B sont maintenues en pression dès le passage du 10 second plateau 14 par la position intermédiaire. Au cours du déplacement du second plateau 14, le bord tranchant 34 de chaque guide 30 coupe l'écarteur 6, formant la face latérale 8, tandis que la face inclinée 36 enroule la peau inférieure 10A autour de la face latérale 8. Le plateau intermédiaire 18 maintient la peau inférieure 10A en position contre la face inférieure 7A, et tire une partie de la peau inférieure 10A située dans l'espace 15 extérieur du moule 2 contre la face latérale 8. De plus, les supports latéraux 40 maintiennent l'écarteur 6, la peau inférieure 10A et la peau supérieure 10B en appui contre le second plateau 14, au regard de chaque guide 30, ce qui facilite l'entrée de la peau inférieure 10A depuis l'espace extérieur dans l'espace intérieur du moule 2. 20 Ceci a pour effet de limiter un développement de contraintes en tension dans la peau inférieure 10A, en particulier au niveau du bord de l'écarteur 6, qui provoquerait une déformation d'écrasement locale au niveau des faces latérales 8 de l'écarteur 6. La région de la peau inférieure 10A qui drape la face latérale 8 de l'écarteur 6 provient exclusivement de l'extérieur et non de l'espace intérieur du moule 2, la région de 25 la peau inférieure 10A en contact avec la face inférieure 7A de l'écarteur 6 restant immobile. Ainsi, l'angle entre chaque face latérale 8 et la face inférieure 7A de l'écarteur 6 reste proche de 90°. Le plateau intermédiaire 18 est alors au contact du premier plateau 12. Le second plateau 14 exerce une pression supérieure à la pression seuil 30 d'écrasement de l'écarteur 6, l'écarteur 6 se déforme alors plastiquement sur une épaisseur faible, par exemple inférieure à 2 mm et notamment comprise entre 1,5 mm et 0,5 mm. Les bords tranchants arrivent au contact du second plateau 14, et coupent l'écarteur 6 ainsi que les peaux inférieure et supérieure 10A, 10B. 3056140 9 La pression sur le second plateau 14 est maintenue suffisamment longtemps sur le panneau composite pour rendre les peaux 10A, 10B solidaires de l'écarteur 6 sur la face inférieure 7A, sur la face supérieure 7B, et sur chaque face latérale 8. Lors de la réouverture du moule 2, une fois la température redescendue, le plateau 5 intermédiaire est soulevé par le ou les ressorts 24, ce qui facilite l'extraction du panneau composite hors du moule 2. Le moule 2 et le procédé de fabrication décrit permettent de réaliser des panneaux composites 4 comprenant des bords présentant des angles proches de 90° en une unique étape avec des coûts de fabrication et des temps de cycle réduits. 10 REVENDICATIONS1.- Moule (2) de fabrication d'un panneau composite (4), le panneau composite (4) comprenant un écarteur (6) et au moins une peau inférieure (10A) appliquée sur une face inférieure (7A) de l'écarteur (6) et sur au moins une face latérale (8), le moule (2) comprenant : - un premier plateau (12) ; - un second plateau (14), mobile en translation par rapport au premier plateau (12) selon un axe de déplacement (Z-Z), entre une position d'ouverture et une position de fermeture ; et - au moins un guide (30) de fermeture, fixe par rapport au premier plateau (12) et faisant saillie vers le second plateau (14) en définissant un espace intérieur de formation du panneau (4), le guide (30) comportant une face inclinée (36) de drapage de la peau inférieure (10A) contre la face latérale (8) de l'écarteur (6) ; caractérisé en ce que le moule (2) comprend en outre un plateau intermédiaire (18) monté sur le premier plateau (12) dans l'espace intérieur, le plateau intermédiaire (18) étant mobile en translation par rapport au premier plateau (12) selon l'axe de déplacement (Z-Z), et en ce que le moule (2) comprend au moins un ressort (24) positionné entre le premier plateau (12) et le plateau intermédiaire (18) selon l'axe de déplacement, le ou chaque ressort (24) s'opposant au mouvement du plateau intermédiaire (18) vers le premier plateau (12). 2.- Moule (2) selon la revendication 1, dans lequel le plateau intermédiaire (18) affleure une base (32) du ou de chaque guide (30) en position de fermeture. 3.- Moule (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face inclinée (36) du ou de chaque guide (30) présente une normale formant un angle compris entre 80° et 90° avec l'axe de déplacement (Z-Z), la face inclinée (36) étant orientée vers le plateau intermédiaire (18). 4.- Moule (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dans la position d'ouverture, le guide (30) fait saillie au-dessus du plateau intermédiaire (18). 35 5.- Moule (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque guide (30) présentant un bord tranchant (34) orienté vers le second 30 3056140 11 plateau (14), le bord tranchant (34) étant adapté pour venir en contact avec le second plateau (14) en position de fermeture et couper la peau inférieure (10A). 6.- Moule (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant 5 au moins une cale amovible disposée entre le premier plateau (12) et le plateau intermédiaire (18). 7.- Moule (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moule (2) comprend un ensemble d'application d'une contre pression 10 d'amortissement sur le second plateau (14) en position de fermeture. 8.- Procédé de fabrication d'un panneau composite (4) comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un moule (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes ; 15 - fourniture d'un écarteur (6) et d'une peau inférieure (10A) disposée en regard d'une face inférieure (7A) de l'écarteur (6) ; - déplacement du second plateau (14) vers la position de fermeture ; - blocage de la peau inférieure (10A) contre la face inférieure (7A) par le plateau intermédiaire (18), l'écarteur (6) étant placé dans l'espace intérieur du moule (2) ; 20 - découpe de l'écarteur (6) par le guide (30) pour former la face latérale (8) de l'écarteur (6) ; - contact entre la face inclinée (36) de drapage du guide (30) et la peau inférieure (10A) pour appliquer la peau inférieure (10A) contre la face latérale (8). 25 9.- Procédé selon la revendication 8, dans lequel le plateau intermédiaire (18) exerce sur le panneau composite (4) une pression inférieure à une pression seuil d'écrasement de l'écarteur (6), pendant le mouvement du premier plateau entre une position intermédiaire et la position de fermeture.30