Brevet FR3061915A1 — publié le 20180720

DESCRIPTION L'invention concerne un procédé de préparation de tôle métallique ou d'éléments structurels en tôle métallique, qui présentent des arêtes de coupe, en particulier sur tout le pourtour et/ou dans la région de perforations, poinçonnages ou découpes de matériau analogues, pour un revêtement avec un agent de protection contre la corrosion ayant une matrice constituée de liants organiques ou comprenant principalement des composants organiques, en particulier dans le cadre d'un revêtement par EDC. On sait dans l'état de la technique qu'on peut formater des tôles métalliques ou des éléments structurels en tôle métallique par découpage- poinçonnage ou usinage analogue, ou les réaliser à des dimensions prescrites d'une manière correspondante. De telles tôles métalliques peuvent aussi présenter des perforations ou analogues réalisées par poinçonnage ou au laser, qui peuvent servir à faire passer des moyens de fixation ou analogues. Afin de protéger de tels éléments en tôle ou éléments structurels en tôle contre la corrosion, de tels éléments structurels en tôle ou de telles tôles sont revêtus d'un agent de protection contre la corrosion qui contient une matrice constituée de liants organiques ou comprenant principalement des composants organiques. Il est par exemple courant de doter de tels éléments structurels d'un revêtement par EDA ou par EDC. EDC signifie ici électrodéposition cathodique (cataphorèse). EDA signifie électrodéposition anodique (anaphorèse). L'important est ici avant tout la protection des arêtes de l'élément en tôle ou élément structurel en tôle correspondant, car c'est dans la région de l'arête que les phénomènes de corrosion apparaissent le plus facilement, étant donné en effet que le revêtement y est défectueux ou trop mince. La principale raison pour laquelle on utilise de tels revêtements avec des liants organiques ou analogues est qu'ils se laissent bien peindre, donc qu'ils peuvent être bien utilisés et traités en construction automobile. Par exemple, un tel revêtement par EDC subit un traitement supplémentaire à la suite de son application. En effet, l'élément structurel revêtu en tôle est chauffé une nouvelle fois à environ 180 à 190 °C dans un four de chauffage correspondant, de sorte que le revêtement se liquéfie partiellement et qu'on produit une réticulation chimique des composants du revêtement. 3061915 2 Dans le cas de tels revêtements d'éléments structurels thermiquement réticulés, il se produit au cours du cycle de vie de production des endommagements des éléments structurels achevés par corrosion des arêtes. L'apparition de la corrosion est en relation directe avec l'épaisseur du revêtement. 5 Si l'épaisseur du revêtement est insuffisante ou carrément absente, il faut s'attendre en particulier dans la région des arêtes à une apparition prématurée de corrosion, ce qui est indésirable. Une cause possible de faibles épaisseurs de revêtement sur des éléments structurels en tôle réside dans la géométrie des arêtes de coupe. Lors du processus de chauffage en four, le revêtement appliqué est 10 liquéfié. Les forces moléculaires du revêtement tendent alors à maintenir la surface du revêtement la plus faible possible (tension superficielle). Le recouvrement avec le revêtement est donc plus faible sur l'arête d'un élément structurel en tôle que sur les faces. Cela engendre des défauts correspondants. On a déjà essayé de remédier à cette carence en augmentant 15 l'épaisseur du revêtement sur les arêtes. L'usinage mécanique des arêtes qui est nécessaire afin de modérer ce processus est d'une part coûteux, et d'autre part quasiment impossible dans le cas de minces éléments structurels en tôle. En partant de cet état de la technique, l'invention a pour but de fournir un procédé du type mentionné en introduction qui permette d'obtenir une 20 protection améliorée contre la corrosion, en particulier sur les arêtes d'éléments structurels en tôle correspondants ou analogues. Afin d'atteindre ce but, l'invention propose que les arêtes de coupe, arêtes de poinçonnage ou arêtes de bords de perforations soient arrondies et/ou rendues rugueuses avant le revêtement. 25 En particulier, il est alors prévu que l'arrondi et/ou la rugosité soit obtenu par usinage avec un faisceau laser. Par un tel usinage des arêtes de détourage d'un élément structurel ou d'une tôle, en particulier au moyen d'un faisceau laser, on obtient que la surface de l'élément en tôle correspondant peut être imprégnée d'une manière plus 30 uniforme par le revêtement, car on évite des arêtes vives sur le bord de détourage. Selon l'invention, la géométrie des arêtes est, en particulier par des lasers, modifiée de telle sorte que les arêtes de coupe sont arrondies avec un rayon ou encore, simultanément ou uniquement, modifiées par augmentation de la rugosité de surface ou par des géométries de surface spéciales de telle sorte qu'on obtient une adhérence particulière du revêtement. Par une telle configuration des arêtes 3061915 3 de coupe ou arêtes de poinçonnage, il est possible d'appliquer le matériau de revêtement également sur les arêtes en une épaisseur de couche quasiment la même que dans les autres régions de surface, de sorte que lors de l'échauffement ultérieur des éléments et lors de la réticulation chimique du revêtement, il ne se 5 produit pas de diminution du matériau du revêtement sur l'arête de coupe ou l'arête de poinçonnage. Il est en particulier prévu que l'usinage soit effectué au moyen d'un faisceau laser pulsé, en particulier par des lasers à courtes impulsions. Par le traitement au moyen d'un faisceau laser, le matériau traité est 10 échauffé. Dans le cas d'un usinage avec un faisceau laser pulsé, en particulier par un laser à courtes impulsions, la densité énergétique, donc l'apport de chaleur dans le matériau, est limité à la mesure nécessaire, de sorte que l'élément structurel n'est pas échauffé dans de grandes régions des arêtes de bords, mais de manière ciblée uniquement dans la région des arêtes à traiter. 15 Il est en outre prévu que les arêtes de coupe, arêtes de poinçonnage ou arêtes de bords soient, avant l'arrondi ou la rugosité ou en synchronisme avec celles-ci, libérées d'oxydes et/ou d'autres impuretés. Par l'usinage au moyen d'un faisceau laser, il est également possible de nettoyer les arêtes de bords par exemple rendues impures au moyen d'un 20 détourage au laser ou au moyen d'un poinçonnage, qui peuvent par exemple présenter des oxydes ou des impuretés analogues lors du détourage au laser, donc d'éliminer les impuretés. Ce traitement des arêtes peut s'effectuer en même temps que l'arrondi ou la rugosité, ou bien avant / après l'arrondi ou la rugosité proprement dit(e). 25 En particulier, il est ici également prévu que la libération soit entreprise par usinage au moyen d'un faisceau laser, de préférence au moyen d'un faisceau laser pulsé. De telles impuretés des arêtes de coupe, qui doivent être éliminées, sont néfastes dans la mesure où les régions forment lors du revêtement une 30 résistance électrique plus élevée, ce qui a pour conséquence une épaisseur de revêtement plus faible dans la région des arêtes. Cela doit être empêché par le nettoyage préalable. En particulier, il est également de préférence prévu que l'arête formée par arrondi se raccorde sans gradin à la surface de la tôle subséquente ou de 35 l'élément structurel en tôle subséquent. 3061915 4 De même, il est de préférence prévu un procédé dans lequel on utilise de la tôle ou des éléments structurels en tôle avec une épaisseur de paroi inférieure ou égale à 5 mm. De plus, il est de préférence prévu que le revêtement soit appliqué en 5 une épaisseur inférieure ou égale à 35 itim, en particulier des revêtements par EDC d'environ 15 à 50 lu, des peintures liquides jusqu'à 150 ILL Des épaisseurs de paroi habituelles de tôles peuvent être par exemple de 1,0 à 5 mm. L'épaisseur de revêtement se situe habituellement dans la plage de 20 ium à 35 ium. 10 De plus, il peut être prévu que la rugosité soit réalisée sous la forme d'une géométrie irrégulière ou sous la forme d'une géométrie régulière. Par une telle manière de procéder, non seulement on fournit une arête arrondie et lisse, mais aussi on peut réaliser sur l'arête de coupe des rugosités et analogues sous une forme irrégulière, qui apportent une meilleure adhérence du 15 matériau de revêtement et donc une épaisseur de couche constante supérieure. Cela est possible avec des géométries irrégulières de la rugosité, mais aussi avec des géométries régulières de ces rugosités. L'exposé qui suit décrit plus en détail un exemple de réalisation qui est représenté sur les dessins, parmi lesquels : 20 la figure 1 est une vue en coupe d'une arête de bord d'un élément structurel en tôle correspondant ; les figures 2 et 3 représentent des variantes de l'arête de bord après un usinage correspondant. La figure 4 représente et explicite l'état de la technique. 25 La figure 4 montre comment l'arête de bord d'un élément structurel poinçonné ou détouré 1 en tôle est réalisée acérée. L'arête de bord est désignée 2. Dans la mesure où on applique sur un élément structurel 1 ainsi fabriqué un revêtement par EDC 3, on obtient à la suite d'un traitement correspondant dans un four, donc un échauffement de l'élément structurel à environ 180 à 190 °C, 30 une configuration de telle sorte que, par suite de la tension superficielle due aux forces moléculaires du revêtement, la région 4 sur l'arête de l'élément structurel 1 est pourvue d'un revêtement insuffisant. De telles carences de réticulation d'une arête peuvent également résulter d'autres effets physiques. L'invention doit empêcher cet effet. 3061915 5 L'invention propose pour cela un procédé du type suivant. Afin de préparer une tôle métallique 1, qui présente effectivement une arête de coupe telle que représentée sur la figure 4, pour un revêtement avec un agent 3 de protection contre la corrosion sous la forme d'une matrice constituée de liants organiques ou 5 comprenant principalement des composants organiques, en particulier dans le cadre d'un revêtement par EDC, l'arête de coupe 2 de l'élément structurel 1 est arrondie. L'arrondi 5 est représenté sur la figure 1. Au lieu de l'arrondi ou en plus de l'arrondi, on peut aussi réaliser une rugosité 6 de géométrie irrégulière ou une rugosité 7 de géométrie régulière. L'arrondi et/ou la rugosité 5, 6, 7 est obtenu au 10 moyen d'un faisceau laser. En particulier, l'usinage s'effectue ici au moyen d'un faisceau laser pulsé, en particulier par des lasers à courtes impulsions. On empêche ainsi un apport d'énergie inutilement élevé dans le matériau de base (1). De plus, par le traitement avec le faisceau laser, on peut éliminer simultanément ou préalablement ou postérieurement des impuretés éventuellement présentes sur 15 l'arête de coupe 2. De préférence, l'arête formée par l'arrondi 5 se raccorde sans gradin à la surface de la tôle subséquente ou de l'élément structurel en tôle subséquent, comme on peut en particulier bien le voir sur la figure 1. De telles tôles ou de tels éléments structurels en tôle 1 présentent habituellement et de préférence une 20 épaisseur de paroi de 1 mm à 5 mm. Le revêtement 3 présente de préférence une épaisseur de 20 à 35 ium. Par le fait d'arrondir avec l'arrondi 5 et/ou par le fait de rendre rugueux avec la rugosité 6 ou 7, on obtient que le matériau de revêtement 3 peut être appliqué avec une épaisseur de couche suffisante même dans la région de 25 l'arête, sachant que par la configuration et l'application correspondantes du procédé, la conservation de l'épaisseur de couche est assurée également dans la région des arêtes, de sorte que l'élément structurel achevé est insensible à la corrosion des arêtes. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, mais peut 30 connaître de multiples variations dans le cadre de la divulgation. Toutes les caractéristiques individuelles et combinaisons de caractéristiques divulguées dans la description et/ou sur les dessins sont considérées comme essentielles à l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de préparation de tôle métallique (1) ou d'éléments structurels en tôle métallique, qui présentent des arêtes de coupe (2), en particulier sur tout le pourtour et/ou dans la région de perforations, poinçonnages ou découpes de matériau analogues, pour un revêtement (3) 5 avec un agent de protection contre la corrosion ayant une matrice constituée de liants organiques ou comprenant principalement des composants organiques, en particulier dans le cadre d'un revêtement par EDC, caractérisé en ce que les arêtes de coupe, arêtes de poinçonnage ou arêtes de bords de perforations sont arrondies et/ou rendues rugueuses avant le 10 revêtement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrondi (5) et/ou la rugosité (6, 7) est obtenu par usinage avec un faisceau laser. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que 15 l'usinage est effectué au moyen d'un faisceau laser pulsé, en particulier par des lasers à courtes impulsions. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les arêtes de coupe, arêtes de poinçonnage ou arêtes de bords sont, avant l'arrondi ou la rugosité ou en synchronisme avec celles-ci, libérées 20 d'oxydes et/ou d'autres impuretés. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la libération est entreprise par usinage au moyen d'un faisceau laser, de préférence au moyen d'un faisceau laser pulsé. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en 25 ce que l'arête formée par arrondi (5) se raccorde sans gradin à la surface de la tôle subséquente (1) ou de l'élément structurel en tôle subséquent. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise de la tôle (1) ou des éléments structurels en tôle avec une épaisseur de paroi inférieure ou égale à 5 mm. 30 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le revêtement (3) est appliqué en une épaisseur inférieure ou égale à 35 ium. 3061915 7 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la rugosité (6, 7) est réalisée sous la forme d'une géométrie irrégulière ou sous la forme d'une géométrie régulière.