Brevet FR3064956A1 — publié le 20181012

PIECE EN MATIERE PLASTIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE TELLE QU'UN PARE-CHOCS PRESENTANT UNE PROTECTION THERMIQUE ET PROCEDE DE REALISATION D'UNE TELLE PIECE. [0001] L'invention concerne une pièce en matière plastique pour véhicule automobile telle qu'un pare-chocs présentant une protection thermique ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle pièce. [0002] De nombreuses pièces automobiles comme les pare-chocs sont réalisées en matières plastiques moulées. Ces pièces présentent de nombreux avantages du fait de leur épaisseur suffisante pour présenter une bonne résistance mécanique tout en présentant un poids relativement léger. Cependant ces pièces peuvent présenter localement une certaine fragilité liée à des atteintes thermiques subies à certains endroits. Ainsi, sur un pare-chocs avant, la chaleur dégagée au niveau de la zone moteur peut entraîner des effets de déformation du pare-chocs entraînant un impact sur les jeux et affleurements entre le pare-chocs et le capot moteur par exemple. Le pare-chocs se déforme et le jeu avec le capot évolue. [0003] Sur un pare-chocs arrière, la zone environnant l'échappement subit de forts impacts thermiques liés aux gaz d'échappement chauds ce qui entraîne une dégradation et une déformation importante de la zone environnant la sortie d'échappement. [0004] II est donc nécessaire de garantir la qualité perçue des ajustements, jeux et affleurements entre les pièces de carrosserie du véhicule, de même que l'aspect et la non détérioration des zones des pare-chocs soumises à des agressions thermiques dues à la thermique interne du véhicule du type moteur, échappement. [0005] De manière à épargner les zones les plus sensibles à un impact thermique on ajoute des pièces écrans de protection renforcées en fibres de verre matériaux de type polyamide 6 chargé 35% fibres de verre (PA6 GF 35%) ou polyamide chargé 40% fibres de verre (PA GF 40%), qui sont assemblées à l'intérieur de la peau de pare-chocs exposée en température. 3064 956 2 [0006] L'ajout de ces pièces de protection nécessite pour chaque type ou modèle de pare-chocs une conception produit et processus supplémentaire, la réalisation d'un outillage d'injection et d'un outillage d'assemblage de ces pièces avec la peau. [0007] II est également possible d'utiliser une matière plus résistante chargée en talc, par exemple du polypropylène copolymère chargé 15 %talc (P/E MD15), pour l'injection du pare-chocs. Mais dans ce cas l'impact coût, masse et prestations chocs réparabilité et piéton, est non négligeable. [0008] Dans FR2925585, on propose un pare-chocs arrière qui comprend une peau d'aspect extérieure et un protecteur thermique qui permet de guider les gaz d'échappement vers l'extérieur du véhicule sans rencontrer la peau du pare-chocs et qui présente une ouverture pour autoriser le passage d'air entre la peau de pare-chocs et les moyens de guidage des gaz d'échappement. Ainsi l'air circulant sous le véhicule peut passer par l'ouverture entre les moyens de guidage des gaz d'échappement et la peau de pare-chocs formant ainsi un écran thermique évitant la surchauffe de la peau du pare-chocs. [0009] Un tel protecteur thermique s'avère intéressant parce qu'il remplit son rôle mais d'un point de vue économique, il n'est pas avantageux. En effet, il est nécessaire de prévoir plusieurs modèles pour pouvoir s'adapter à des styles de pare-chocs différents. L'ajout de ces pièces de protection nécessite une conception produit et procédé supplémentaire, la réalisation d'un outillage d'injection et d'un outillage d'assemblage des pièces de protection avec la peau spécifique à des styles différents. [0010] La présente invention a donc pour but de proposer une pièce pour véhicule automobile présentant une protection thermique qui soit plus efficace, facile à mettre en oeuvre et qui puisse s'adapter à des pièces de styles différents sans nécessité de coûts de fabrication et de conception supplémentaires. [0011] A cet effet, la présente invention concerne une pièce en matière plastique destinée à être montée sur un véhicule automobile, caractérisé en ce que ladite 3064956 3 pièce comporte une matière de protection thermique sur au moins une zone de ladite pièce. [0012] Ainsi, de manière avantageuse, la matière plastique qui constitue la pièce présente une tenue (non déformation) jusqu'à une température donnée, et dans le cas où, en utilisation sur véhicule, certaines zones de la pièce sont soumises à une température supérieure, la matière de protection thermique prévue au niveau de cette ou ces zones permet de protéger efficacement la pièce contre une dégradation due à cette température excessive, et ce, pour un coût maitrisé puisque seule la ou les zones sont thermiquement renforcées. [0013] Ainsi de manière avantageuse, lorsque la pièce est montée sur un véhicule et se trouve à proximité d'une source de chaleur, la partie de la pièce adjacente à cette source et susceptible d'être endommagée par la chaleur est pourvue localement de la matière de protection thermique ce qui évite ainsi les risques de dégradation de la pièce. [0014] Selon une forme de réalisation de l'invention, la pièce est une peau de pare-chocs arrière qui présente au moins un orifice pour le passage des gaz d'échappement, la zone pourvue de la matière de protection thermique étant la périphérie de l'orifice sur la face interne de la peau de pare-chocs. [0015] Ainsi, de manière très avantageuse, la zone de la peau de pare-chocs située au niveau de la sortie des gaz d'échappement est renforcée thermiquement par la matière de protection thermique présente à la périphérie de l'orifice ménagé dans la peau de pare-chocs, évitant ainsi une déformation de cet orifice sous l'effet de la chaleur desdits gaz d'échappement ce qui nuirait à l'aspect esthétique de la peau de pare-chocs. [0016] De préférence, la matière de protection thermique est une matière thermodurcissable choisie parmi les mousses ou résines époxy expansives, ainsi que tout polymère pouvant être extrudé avec durcissement par chaleur tel que du polyuréthane, ces matières étant choisies compatibles avec la matière plastique 3064956 4 constituant la pièce. De préférence, la pièce en matière plastique est en polypropylène non chargé. [0017] De préférence, la matière de protection thermique constitue une bordure ménagée à la périphérie de l'orifice de sortie des gaz d'échappement, de préférence sous forme d'une bande autour de l'orifice. [0018] Selon une autre forme de réalisation , la pièce est une peau de pare-chocs avant, la matière de protection thermique se trouvant sur la face interne de ladite peau de pare-chocs sur une zone de ladite peau destinée à se trouver en regard du moteur d'un véhicule. [0019] En effet, les peaux de pare-chocs dans les véhicules récents montent parfois jusqu'au-dessus du compartiment moteur et forment une ligne de jonction avec le capot moteur. Ainsi, la partie haute de la peau de pare-chocs se trouve proche du moteur et subit également l'effet thermique de celui-ci. [0020] De manière à éviter les déformations résultant de cet effet thermique, on prévoit de préférence que la zone de la peau de pare-chocs avant destinée à faire la jonction avec le capot moteur est pourvue d'une bordure en matière de protection thermique pour éviter des dégradations nuisant à la qualité des jeux et affleurements entre pare-chocs avant et capot moteur. On peut également prévoir d'autres zones renforcées thermiquement sur la peau de pare-chocs avant en fonction de points chauds prédéterminés. [0021] De cette manière, on utilise la matière de protection thermique uniquement à un ou des endroits de la pièce les plus exposés à la chaleur et donc aux dégradations en résultant, tout en offrant un coût moins élevé en utilisant la matière uniquement à un endroit où elle est nécessaire. [0022] Selon une autre forme de réalisation, la pièce est un déflecteur destiné à être positionné sous un véhicule, la zone du déflecteur pourvue de la matière de protection thermique étant celle susceptible de subir l'effet thermique de la ligne d'échappement dudit véhicule. En effet, des déflecteurs sont prévus sous le véhicule pour permettre d'améliorer son aérodynamisme et peuvent donc se 3064956 trouver à proximité de la ligne d'échappement se trouvant elle aussi sous le véhicule. Cette zone chaude peut alors avoir un effet thermique néfaste sur le déflecteur et notamment déformer celui-ci ce qui nuit à sa fonction. Ainsi, en prévoyant un renfort thermique local du déflecteur, on protège les propriétés aérodynamiques du véhicule à un moindre coût. [0023] L'invention concerne également un véhicule comportant une pièce de carrosserie telle que prévue par l'invention. [0024] L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un renfort thermique sur une pièce en matière plastique telle qu'une pièce pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on dépose une matière de protection thermique thermodurcissable sur une face de la pièce, selon un motif dont la forme et les dimensions sont adaptées à la zone de la pièce à renforcer thermiquement et en ce qu'on chauffe la matière de protection thermique. [0025] Avantageusement, la protection thermique de la pièce est ainsi améliorée de manière simple à l'aide d'une matière de protection thermique constituée d'une matière plastique thermodurcissable compatible avec la pièce en plastique, par exemple par adhérence, déposée selon un motif adapté à la zone dont on veut améliorer la résistance à la chaleur. [0026] De préférence, la matière est déposée en passes successives sous forme de cordons de matière jusqu'à ce que le motif de protection thermique souhaité soit obtenu aux dimensions voulues, en longueur, largeur et également hauteur par rapport à la surface de dépose constituée d'une face de la pièce plastique à protéger, généralement la face interne de la pièce. [0027] De préférence, on dépose la matière de protection thermique sous forme de cordon de matière à l'aide d'une buse d'application telle que celle utilisée pour la dépose d'un cordon de colle ou de matière d'étanchéité. On peut également déposer la matière de protection thermique à l'aide d'une buse type buse de pulvérisation. Cette application de la matière de protection thermique sur la pièce 3064956 6 peut être réalisée à l'aide d'un outil (buse) porté par un robot mais il est envisageable que l'outil (buse) soit manipulé par un opérateur. [0028] De manière avantageuse, un flammage des pièces de carrosserie en matière plastique est généralement réalisé juste avant leur entrée en cabines de peinture de manière à garantir la tenue de la peinture. [0029] Le principe du flammage est simple et consiste à exposer à une flamme la surface de la pièce à traiter. En effet, lors de la combustion, cette flamme contient de l'oxygène non consommé (flamme maigre), de l'oxygène qui se diffuse de l'environnement dans la flamme chaude et les produits de combustion (p. ex. CO2, H2O) partiellement sous forme active. [0030] Ces radicaux très réactifs (p. ex. O, OH) peuvent casser la molécule de matière plastique à chaîne longue à la surface de la pièce et se lier aux points de rupture. Ceci génère des éléments polarisés dans les molécules. La tension de surface et la mouillabilité sont ainsi accrues. [0031] Selon un mode de réalisation avantageux du procédé de l'invention, et de manière à garantir l'adhérence de la matière de protection thermique déposée sur les pièces en matière plastique telle que du polypropylène et favoriser la tenue de la matière de protection thermique, on réalise au préalable un flammage de ladite pièce de carrosserie au moins sur la zone de la pièce destinée à recevoir la matière de protection thermique, préalablement à ladite étape de dépose. [0032] De manière très avantageuse, le procédé de réalisation d'une protection thermique sur une pièce en matière plastique telle qu'une pièce de carrosserie est facilement intégrable dans un processus de fabrication de ladite pièce de carrosserie, en intercalant l'étape de dépose de la matière de protection thermique dans un processus de fabrication de la pièce allant jusqu'à la peinture de la pièce. [0033] Ainsi, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce en matière plastique, comprenant une étape de moulage de la pièce, une étape de flammage de la pièce, une étape de peinture et une étape de séchage par passage en étuve, caractérisé en ce qu'après l'étape de flammage, on dépose 3064956 7 une matière de protection thermique thermodurcissable selon un motif de protection dont la forme et les dimensions sont adaptées à la zone de la pièce à protéger. [0034] Avantageusement, la dépose de la matière de protection thermique peut ainsi se faire juste après le flammage et avant ou après l'étape de peinture. En effet, lors du passage en étuve pour le séchage de la peinture, la matière de protection thermique se durcit. De ce fait, on ajoute juste une étape de dépose de la matière pouvant se substituer à l'étape qui existait préalablement pour la fixation d'une pièce de protection thermique sur la pièce. [0035] Le procédé de fabrication d'un renfort thermique selon l'invention permet ainsi de garantir la prestation qualité perçue de l'aspect extérieur des pièces tout en permettant également de réduire les coûts de façon importante en évitant un investissement dans un outillage d'injection d'une pièce de protection thermique, voire de plusieurs pièces de protection supplémentaires. [0036] Un tel procédé de réalisation d'une protection thermique selon l'invention est applicable sur toutes les pièces pour véhicule automobile notamment celles de carrosserie en matière plastique telle que du polypropylène (PP) à savoir les pare-chocs, les bandeaux de porte, les volets, les ailes, les déflecteurs, etc, c'est-à-dire les pièces pouvant être soumises à un effet thermique générateur d'altérations de la pièce. [0037] Un tel procédé de renforcement thermique local permet de préserver l'usage de matière telle que le polypropylène non chargé, qui est en fort écart favorable prix et masse par rapport à d'autres matières utilisables pour ce type de pièce. [0038] L'invention permet avantageusement de réaliser une protection thermique locale de la peau de pare-chocs arrière, par exemple, au niveau d'une sortie des gaz d'échappement par un ajout de matière de protection thermique après le moulage de la peau de pare-chocs et ce, de manière précise à l'endroit voulu et donc au juste nécessaire de matière. 3064 956 8 [0039] De plus, la solution permet d'optimiser la matière employée au juste nécessaire sans risque de pertes et ne nécessite pas d'investissement couteux en outillages. Par ailleurs, le procédé selon l'invention permet de gérer facilement la diversité et la montée en gamme des pare-chocs puisqu'il suffit d'adapter le motif de protection thermique à la forme des pièces. [0040] Par ailleurs, le procédé de l'invention permet de traiter des zones étendues, morcelées et/ou difficile d'accès et peut être appliqué sur toutes pièces de carrosserie en matières plastiques. [0041] On décrira maintenant l'invention plus en détails à l'aide d'un dessin dans lequel : la figure 1 montre une vue en perspective de la face intérieure d'une peau de pare-chocs arrière comportant un renfort selon un premier type de motif obtenu à l'aide du procédé de l'invention ; la figure 2 montre une vue en coupe d'une véhicule au niveau de la sortie d'échappement comportant une peau de pare-chocs selon la figure 1 ; la figure 2a montre une vue en perspective d'un véhicule pourvu de deux enjoliveurs et de deux canules d'échappement au niveau de la peau de pare-chocs arrière ; la figure 3 montre une vue en perspective avant d'un véhicule pourvu d'une peau de pare-chocs avant selon l'invention ; la figure 4 représente une vue en perspective de la face interne de la peau de pare-chocs avant de la figure 3 ; et la figure 5 représente une vue en coupe du détail A de la figure 4. [0042] Comme on peut le voir à la figure 1, une peau de pare-chocs 1 arrière est obtenue d'une pièce par moulage par injection de polypropylène (PP). [0043] Cette peau de pare-chocs 1 présente un orifice 2 muni d'un enjoliveur 5 ou deux (cf. les figures 2 et 2a) permettant la sortie des gaz d'échappement. De 3064956 9 manière à renforcer localement la peau de pare-chocs 1, on dépose une matière de protection thermique sur la face interne 1 a de la peau 1 opposée à la face externe et visible sur le véhicule une fois la peau 1 montée sur véhicule. [0044] Comme on peut le voir sur la figure 1, la matière de protection thermique est déposée sous forme d'une bande à la périphérie de l'orifice 2. Cette bande forme une bordure de protection thermique 3 dont les dimensions (épaisseur et largeur) sont définies pour former une protection thermique locale efficace vis à vis de l'effet thermique des gaz d'échappement. [0045] Ainsi comme on peut le voir à la figure 2, la bande de matière de protection 3 entoure l'orifice 2 sur la face interne la et protège ainsi la peau de pare-chocs 1 contre l'impact thermique des gaz d'échappement amenés par la canule d'échappement 4. On évite ainsi une dégradation de la peau de pare-chocs 1 dans la zone chaude entourant l'enjoliveur 5 mis en place dans l'orifice 2 de la peau 1. [0046] Sur la figure 2a, est visible la face extérieure lb de la peau de pare-chocs 1 et la bordure de la peau de pare-chocs 1 exposée à la chaleur qui entoure les enjoliveurs 5 de sortie des gaz d'échappement. Aussi, la face interne de la peau 1 est pourvue de la matière de protection thermique 3 (cf. figures 1 et 2) au niveau de cette bordure. On renforce ainsi la prestation qualité perçue de la pièce 1. [0047] Le dépôt de matière de protection thermique peut être réalisé à froid ou à chaud par pulvérisation par exemple. De préférence, on utilise un robot portant une buse de pulvérisation. Pour garantir l'adhérence du produit projeté sur les pièces en polypropylène telles que des pare-chocs, un flammage du support est nécessaire. Un tel flammage est notamment réalisé avant l'entrée en cabine de peinture des pièces de manière à garantir la tenue de la peinture. De ce fait, on peut réaliser la dépose de la matière de protection thermique juste après le flammage et avant ou même après la peinture. Une fois la matière déposée, et le pare-chocs 1 peint, on procède au séchage du pare-chocs 1 par passage en étuve. De ce fait, la matière durcit et la matière joue son rôle de protecteur thermique de la peau de pare-chocs 1, de manière localisée sur la zone comportant ladite matière. 3 064 9 5 6 [0048] Si la pièce devant être traitée ne subit pas de peinture, il est possible de prévoir que le robot de dépose ait une tête de flammage pour mettre en oeuvre cette étape avant dépose et de réaliser aussi un chauffage de la matière de protection thermique. [0049] Comme on peut le voir sur la figure 2, la bordure de protection thermique 3 peut être réalisée à froid ou à chaud par dépose de la matière de protection thermique sous forme de cordon à la manière d'un cordon de colle par exemple. De préférence, on utilise un robot présentant une buse d'application de la matière sous forme de cordon. [0050] A la figure 3 est représenté la partie avant d'un véhicule comportant une peau de pare-chocs avant 10 qui s'étend jusqu'au-dessus du compartiment moteur pour venir faire la jonction avec le capot moteur 15. La peau 10 comporte une ouverture 14 pour loger l'entrée d'air vers le compartiment moteur et au-dessus une zone 11 qui s'étend jusqu'au-dessus du compartiment moteur. Cette zone 11 est donc soumise à des températures importantes pouvant provoquer une détérioration de la matière plastique constituant la peau 10 au niveau de cette zone 11 et plus encore le bord de ladite zone 11 formant la jonction avec le capot moteur 15. [0051] La zone 11 est alors pourvue d'une couche de matière de protection thermique déposée sur sa face interne 10a permettant ainsi de créer une bande de protection thermique 13 le long du bord de la peau de pare-chocs 10 venant en jonction avec le capot moteur 15. [0052] On évite ainsi une dégradation des jeux et affleurements entre la peau de pare-chocs 10 et le capot moteur 15. REVENDICATIONS1. Pièce en matière plastique (1) destinée à être montée sur un véhicule automobile, caractérisée en ce que ladite pièce (1) comporte une matière de protection thermique sur au moins une zone de ladite pièce. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pièce est une peau de pare-chocs (1) arrière présentant un orifice (2) pour le passage des gaz d'échappement, la zone pourvue de la matière de protection thermique étant la périphérie de l'orifice (2) sur la face interne (1a) de la peau de pare-chocs (1). 3. Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce que la matière de protection thermique constitue une bordure ménagée à la périphérie de l'orifice de sortie des gaz d'échappement 4. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce est une peau de pare-chocs avant (10), la matière de protection thermique se trouvant sur la face interne (10a) de ladite peau de pare-chocs (10) sur une zone (11) de ladite peau (10) destinée à se trouver en regard du moteur d'un véhicule. 5. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pièce est un déflecteur destiné à être positionné sous un véhicule, la zone du déflecteur pourvue de la matière de protection thermique étant celle susceptible de subir l'effet thermique de la ligne d'échappement dudit véhicule. 6. Pièce selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la matière de protection thermique est une matière thermodurcissable choisie parmi les mousses ou résines époxy expansives, ainsi que tout polymère pouvant être extrudé avec durcissement par chaleur tel que du polyuréthane, ces matières étant choisies compatibles avec la matière plastique constituant la pièce. 7. Pièce selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la pièce en matière plastique est en polypropylène non chargé. 3064956 12 8. Véhicule comportant une pièce de carrosserie selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Procédé de fabrication d'un renfort thermique sur une pièce en matière plastique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on dépose une matière de protection thermique thermodurcissable sur une face de la pièce, selon un motif dont la forme et les dimensions sont adaptées à la zone de la pièce à renforcer thermiquement et en ce qu'on chauffe la matière de protection thermique. 10.Procédé de fabrication d'une pièce en matière plastique selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant une étape de moulage de la pièce, une étape de flammage de la pièce, une étape de peinture et une étape de séchage par passage en étuve, caractérisé en ce qu'après l'étape de flammage, on dépose une matière de protection thermique thermodurcissable selon un motif de protection dont la forme et les dimensions sont adaptées à la zone de la pièce à protéger.