Brevet FR3070618A1 — publié le 20190308

[0001] L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en plastique. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'une pièce pour un véhicule que ce soit un véhicule automobile ou à propulsion humaine. L'invention concerne également une pièce obtenue par le procédé de fabrication. L'invention concerne également un ensemble d'un radar pour véhicule équipé d'une pièce obtenue par le procédé de fabrication et un véhicule équipé d'un tel ensemble. [0002] Il a déjà été proposé, dans le brevet EP2640609 un procédé de fabrication d'un radôme décoratif, qui peut être l'emblème ou le logo de la grille avant, pour un véhicule automobile par moulage indépendant de deux pièces et assemblage de ces deux pièces par collage. Un film de décoration est posé sur l'une des deux pièces avant le collage afin que le film soit pris entre les deux pièces après le collage. Un tel procédé nécessite la fabrication de deux pièces différentes et donc l'utilisation de deux presses ou au moins deux outillages différents. Par ailleurs, dans ce type de procédé, il peut y avoir une insuffisance d'étanchéité et un emprisonnement de bulles d'air entre les deux pièces. Un tel phénomène perturbe, voire empêche, le passage d'ondes au travers de cette pièce, notamment lorsque la pièce est utilisée comme un dispositif de protection d'un radar du véhicule, également appelé un radôme. De plus, un radôme ainsi obtenue impose des contraintes géométriques au radar utilisé, car le type de radar est limité par la taille du logo. [0003] La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé de fabrication alternatif d'une pièce en plastique, notamment un radôme pour un radar d'un véhicule. [0004] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un radôme pour un radar d'un véhicule réalisée en deux matériaux thermoplastiques et munie d'un film, à l'aide d'un moule comprenant une première partie et une seconde partie, les deux parties délimitant une première chambre de moulage, le procédé comprenant les étapes suivantes : - dépôt du film sur une paroi de la seconde partie ; - première fermeture du moule ; - injection d'une première matière thermoplastique dans la première chambre de moulage pour obtenir une première couche surmoulée sur le film, - ouverture du moule, - seconde fermeture du moule de façon à former une seconde chambre de moulage en utilisant une troisième partie délimitant avec la première partie la seconde chambre 2 de moulage, - injection d'une seconde matière thermoplastique dans la seconde chambre de moulage pour obtenir une seconde couche surmoulée sur le film, le film étant positionné entre les première et seconde couches surmoulées. 5 [0005] La première partie peut correspondre à la matrice du moule et la seconde partie peut correspondre à un poinçon présentant des moyens d'éjection de la première couche surmoulée après l'injection de la première matière thermoplastique dans la première chambre de moulage. La troisième partie peut correspondre à un second 10 poinçon présentant des caractéristiques différentes du poinçon utilisé pour la première chambre de moulage. La première couche est surmoulée sur une face du film et demeure sur la première partie du moule tandis que l'autre face du film est exposée à l'air libre afin de pouvoir recevoir l'injection de la seconde matière thermoplastique une fois que la seconde chambre de moulage est fermée. Ainsi, le film reste positionné dans le moule 15 pendant l'injection de la seconde matière thermoplastique. Aucune manipulation du film n'est nécessaire ce qui évite tout endommagement du film. Par ailleurs, la seconde couche de matière thermoplastique est ajoutée à la pièce précédemment surmoulée par injection de matière ce qui permet d'obtenir une bonne étanchéité entre les deux couches tout en évitant les bulles d'air ou les impuretés qui pourraient s'y trouver dans un procédé 20 de fabrication nécessitant une étape de collage. [0006] Le procédé peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : 25 - Le procédé comprend une étape de changement de position de la première partie préalablement à la seconde fermeture du moule. Le changement de position de la première partie permet de libérer l'espace à proximité de la seconde partie afin qu'un nouveau film puisse être posé sur la paroi de la seconde partie pour le surmoulage de la pièce suivante. 30 - L'étape de changement de position de la première partie est une étape de rotation de la première partie, de façon à se positionner en vis-à-vis de la troisième partie. Pour ce faire, le surmoulage peut être réalisé à l'aide d'un plateau ou d'une embase rotative. Les poinçons sont donc positionnés autour de l'axe du plateau ou de l'embase. 35 - L'étape de changement de position de la première partie est une étape de translation de la première partie, de façon à se positionner en vis-à-vis de la troisième partie. 3 Pour ce faire, le surmoulage peut être réalisé à l'aide d'un chariot se déplaçant sur le plateau de la presse. Les poinçons sont donc positionnés sur selon la trajectoire de ce chariot. 5 - La première matière thermoplastique est choisie parmi les matières suivantes : polycarbonate (PC), polypropylène (PP), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyamide (PA) ou encore copolyester, comme le polytéréphtalate d'éthylène (PET). 10 - La seconde matière thermoplastique est choisie parmi les matières de la première matière thermoplastique ou encore dans les matières suivantes, de préférence de couleur noire : acrylonitrile butadiène styrène (ABS), polycarbonate (PC), polypropylène (PP). Le choix des matières utilisées pour chaque injection permet d'obtenir une première couche transparente ou translucide et une seconde couche 15 opaque. - Le film comprend une surface décorée et de préférence métallisée. La surface métallisée ayant un aspect chromé permet de répondre aux besoins esthétiques de la pièce surmoulée en fonction du modèle de véhicule. Pendant le surmoulage, la 20 surface métallisée est surmoulée par la première matière thermoplastique qui est de préférence transparente. La surface opposée du film est donc surmoulée par la seconde matière thermoplastique qui est de préférence opaque. La partie décorée du film est donc située entre le film et la première matière thermoplastique. Ceci permet d'obtenir une pièce ayant une meilleure brillance et une meilleure netteté du dessin 25 métallisé. Ceci est particulièrement avantageux quand on veut un effet de profondeur en trois dimensions pour le décor, comme c'est souvent le cas pour les logos métallisé. Cette configuration permet également de ne pas faire apparaître l'interface entre le film et la zone décorée car cette zone d'interface qui est peut-être moins esthétique est cachée par la décoration. 30 Cette surface métallisée qui est une surface fonctionnelle du film est rapidement protégée dès l'injection de la première matière thermoplastique. De plus, après la première injection, le film est tenu sur toute sa surfaces sur la première couche ce qui permet d'injecter la seconde matière thermoplastique dont l'épaisseur pourrait même 35 être plus importante et éventuellement avec des risques de déformation du film plus grands si cette seconde matière était injectée en premier. Le procédé permet de surmouler un film décoré sur une grande surface, avec un minimum de manutention, 4 car le film est positionné uniquement en fond d'empreinte par un opérateur ou de façon automatisée puis, à la fin des différentes étapes d'injection sans sortir de la presse, la pièce finale est obtenue, de façon reproductible et une très haute cadence, avec un film complètement protégé sur ses deux faces, avec une interface sans bulle d'air, une 5 épaisseur constante sur toute la surface servant de radôme, afin d'avoir une bonne transparence aux ondes. - La surface métallisée est obtenue par un procédé de dépôt d'une matière, de préférence par une technique de dépôt en phase de vapeur, ou par un procédé de 10 peinture, ou par le surmoulage d'un film métallisé ou par une technique de marquage à chaud. L'utilisation de ce type de revêtement permet le passage des ondes radars afin d'assurer les fonctions de détection dans le cadre du développement des véhicules partiellement ou totalement autonome. Le film a une bonne compatibilité avec la première et la deuxième matière thermoplastique pour que l'interface soit de 15 bonne qualité (sans bulle d'air, sans déformation du film...) pour que la transparence aux ondes soit la meilleure possible et ceci de façon reproductible même sur un film d'une grande surface. - Le procédé comprend une étape de thermoformage du film préalable à l'étape de la 20 fermeture de la première chambre de moulage. Il s'agit d'apporter une forme 3D avant l'injection de la première matière plastique. Le film est donc bien déployé et homogène en épaisseur ce qui permet de limiter les risques de déformation et même de rupture pendant le procédé d'injection. 25 - Le procédé comprend une étape de découpe du film suite à l'étape de thermoformage du film. Cette configuration permet d'éviter le délaminage de la pièce finale qui est d'autant plus risqué que la surface de film surmoulée est grande. Ce délaminage détériorait l'esthétique de la pièce et gênerait le passage des ondes. Le risque d'entrée d'air ou d'eau entre les deux couches surmoulées est également limité ce qui 30 empêche le vieillissement de la pièce. - Le film comprend un élément chauffant. L'élément chauffant permet d'ajouter à la pièce surmoulée une fonction de dégivrage. L'élément chauffant peut être un fil intégré directement dans le film ou bien un motif de matière chauffante. Ce motif peut être 35 déposé sur le film selon une méthode choisie dans le groupe constitué par l'impression sérigraphique, le stencil, l'impression par gravure, l'impression par tampon, l'impression par flexographie, l'impression offset, l'impression électrostatique et 5 l'impression par jet d'encre. - L'élément chauffant est agencé sur la surface du film entre le film et la seconde couche surmoulée. Cet agencement permet d'avoir un effet « bouclier thermique » grâce à la 5 seconde matière puisque la chaleur est transmise préférentiellement vers l'extérieur de la pièce, à travers la première matière qui aura avantageusement une meilleure conductivité thermique et pourra présenter une épaisseur plus faible que la seconde matière. 10 Le film pourra être décoré ou fonctionnalisé sur ses deux faces. Un tel film est très fragile et doit être manipulé avec soin pour ne pas détériorer la décoration ou la fonctionnalisation. Dans ce cas, le procédé de fabrication qui fait l'objet de cette invention permet de ne pas manipuler le film entre les différentes étapes d'injection et donc d'éviter le risque d'endommagement. 15 [0007] L'invention a également pour objet une pièce, de préférence pour véhicule, obtenue par le procédé de fabrication tel que décrit précédemment. Cette pièce pourra être une pièce de grande dimension, comme une grille de véhicule automobile dont les dimensions de la face avant peuvent être 500 mm sur 1200 mm. Cette pièce pourra aussi 20 être une peau de pare-chocs dont les dimensions de la face avant peuvent être 800 mm sur 2000 mm. [0008] L'invention a encore pour objet un ensemble d'un radar pour véhicule et d'une pièce obtenue par le procédé de fabrication tel que décrit précédemment. 25 [0009] L'invention a enfin pour objet un véhicule équipé d'un ensemble tel que décrit précédemment. [00010] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 30 donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un exemple de procédé de fabrication de pièce lors de l'injection de la première matière thermoplastique, - la figure 2 est une vue schématique du procédé selon la figure 1 lors de l'injection de la seconde matière thermoplastique, 35 - la figure 3 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de la pièce comprenant un élément chauffant, - la figure 4 est une vue schématique du procédé de fabrication de la pièce selon la 6 figure 3, - la figure 5 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation de la pièce comprenant un élément chauffant, - la figure 6 est une vue en détail de la pièce obtenue par le procédé de fabrication 5 selon une première variante, - la figure 7 est une vue en détail de la pièce obtenue par le procédé de fabrication selon une deuxième variante. [00011] Nous allons maintenant décrire un mode de réalisation particulier de 10 l'invention qui est un procédé de fabrication d'une pièce, la pièce étant un radôme large et décoré pour un radar d'un véhicule. [00012] Un moule, tel qu'illustré schématiquement à la figure 1 comprend une première partie 10 et une seconde partie 20, les deux parties 10, 20 délimitant une première chambre de moulage 100. Selon l'exemple illustré aux figures 1 et 2, la première 15 partie 10 du moule est montée sur un plateau ou une embase rotative d'un axe (A). Un film 3 est posé sur une paroi 21 interne de la seconde partie 20. [00013] Il s'agit d'un film plastique embarquant de l'électronique, encore appelé « film plastronique ». Cette technologie permet d'intégrer toutes sortes de fonctions 20 (électronique, mécanique, optique... et plus particulièrement ici des éléments fonctionnels pour le dégivrage, la lumière ou encore la connexion électrique) directement sur les pièces plastiques, ici un substrat en polymère flexible, la partie fonctionnalisée pouvant alors être déformée. On parle donc d'un film fonctionnalisé. Les matériaux usuellement utilisés sont du polyimide (PI), du polyétheréthercétone (PEEK en anglais), 25 du PolyEthylene Naphthalate (PEN) et d'autres matériaux peuvent être envisagés. De plus, ce film présente au moins une face décorée, de préférence métallisée avec un aspect chromé. La surface métallisée est obtenue par un procédé de dépôt d'une matière, de préférence de type indium, ou par un procédé de peinture, ou par le surmoulage d'un film métallisé. Le revêtement de décor, et notamment la surface 30 métallisée, est obtenu par une technique connue de l'homme du métier, telle que la technique de marquage à chaud (impression au cours de laquelle un film est pressé contre une surface), ou bien via le surmoulage d'un film métallisé (par exemple via le dépôt préalable d'une fine couche de revêtement qui donne un aspect métallique, couche de l'ordre de 0,5 lm), ou bien par application de peinture chromante, ou bien par la 35 technique du dépôt en phase vapeur (« Physical Vapour Deposition », PVD), de métaux tels que de l'indium, de l'or ou de l'étain. L'utilisation de ces techniques et de ces matériaux permet de donner au radôme un aspect métallisé, alors même que les 7 éléments métalliques de façon générale perturbent la transmission des ondes radar. [00014] Lorsque le film est entièrement posé sur la paroi 21 de la seconde partie 20, une première fermeture du moule est effectuée et une première matière thermoplastique 5 est injectée dans la première chambre de moulage 100 pour obtenir une première couche surmoulée 1 sur le film 3. La première matière thermoplastique est choisie parmi les matières suivantes : polycarbonate (PC), polypropylène (PP), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), Polyamide (PA) ou encore copolyester, comme le Polytéréphtalate d'éthylène (PET).. La première matière thermoplastique est de couleur transparente. Il 10 est important de poser le film sur la seconde partie 20 avec la face opposée à celle qui est métallisée en contact avec la paroi 21 interne. Ainsi, la première matière thermoplastique est surmoulée sur cette face métallisée ce qui permet d'obtenir une pièce ayant une meilleure brillance et une meilleure netteté du dessin métallisé. 15 [00015] Une fois que la première couche surmoulée 1 est obtenue, on procède à l'ouverture du moule pour séparer la première partie 10 et la seconde partie 20. Simultanément, la première couche surmoulée 1 est repoussée par des moyens d'éjection qui sont agencés dans la seconde partie 20. La première couche surmoulée 1 reste ainsi fixée sur la première partie 10 pendant l'ouverture du moule. 20 [00016] Une fois que les deux parties 10, 20 sont séparées, la première partie 10 change de position en se tournant autour de l'axe (A) de façon à se positionner en vis-à-vis d'une troisième partie 30. Ensuite, on vient fermer le moule de façon à former une seconde chambre de moulage 200 qui est délimitée par la première partie 10 et la 25 troisième partie 30. Cette étape est suivie d'une injection d'une seconde matière thermoplastique dans la seconde chambre de moulage 200 pour obtenir une seconde couche surmoulée 2 sur le film 3. La seconde matière thermoplastique est choisie parmi les matières suivantes : acrylonitrile butadiène styrène (ABS), polycarbonate (PC), polypropylène (PP), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyamide (PA) ou encore 30 copolyester, comme le polytéréphtalate d'éthylène (PET).. La seconde matière thermoplastique est de couleur noire et elle est injectée sur le film de la face opposée à celle qui est métallisée. Ainsi, le film 3 est positionné entre les première et seconde couches surmoulées 1, 2. 35 [00017] Selon une alternative de l'invention, le procédé peut comprendre une étape de thermoformage du film préalable à l'étape de la fermeture de la première chambre de moulage 100. Une forme 3D peut donc être apportée à la face métallisée du film avant 8 l'injection de la première matière plastique. [00018] Selon une autre alternative de l'invention, le procédé comprend une étape de découpe du film 3 suite à l'étape de thermoformage du film 3. Le film 3 ne s'étale plus 5 sur toute la pièce finale mais se présente uniquement sur une zone prédéfinie de la pièce. Afin de bien maintenir le film en place pendant les injections, et pour que le film soit bien enrobé de matière thermoplastique, deux variantes sont envisageables : [00019] La première variante illustrée en figure 6 consiste en une injection de la 10 première matière thermoplastique en créant une zone en saillie 5 au bord du film. Lors de l'injection de la seconde matière thermoplastique, la seconde couche surmoulée 2 prend une forme complémentaire à celle de la première couche surmoulée 1 ce qui permet au film 3 d'être bien emprisonné entre les deux couches sans avoir d'espace autour. 15 [00020] La deuxième variante illustrée en figure 7 consiste en une injection de la première matière thermoplastique en créant une rainure 6 entre le film 3 et le moule. Lors de l'injection de la seconde matière thermoplastique, d'une manière similaire à la première solution, la seconde couche surmoulée 2 prend une forme complémentaire à 20 celle de la première couche surmoulée 1. Du fait que le film 3 se trouve au bord de l'outil de moulage, donc au fond d'un logement, il est plus facile de le positionner et de le maintenir en place. [00021] Selon encore une autre alternative de l'invention, le film 3 comprend un 25 élément chauffant 31 relié à un fil d'alimentation électrique 32. L'élément chauffant 31 est agencé entre le film 3 et la seconde couche surmoulée 2. Selon un premier mode de réalisation tel qu'illustré aux figures 3 et 4, un insert peut être utilisé dans le moule pour créer un passage 4 du fil d'alimentation électrique 32 dans la seconde couche surmoulée 2. Ce mode de réalisation permet de faire passer le fil d'alimentation électrique 32 sur le 30 côté non visible de la pièce finale et d'éviter des problèmes d'intégration de la pièce sur le véhicule. On peut également envisager un deuxième mode de réalisation selon lequel le fil d'alimentation électrique est en parti pris entre les deux couches surmoulées, comme visible à la figure 5. 35 [00022] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible de changer la position de la première partie 10 du moule par un mouvement de 9 translation de cette première partie 10, de façon qu'elle soit positionnée en vis-à-vis de la troisième partie 30. [00023] Il est également possible d'envisager un autre mode de réalisation, selon 5 lequel le procédé comprend une étape d"injection d'une troisième matière plastique via un troisième poinçon et le surmoulage d'un second film lors de cette étape additionnelle. Dans ce cas, on positionne le second film dans l'empreinte du troisième poinçon et on met en place la pièce issue des deux injections précédentes devant ce poinçon, en préservant un volume dans lequel on injecte la troisième matière plastique. Le premier 10 film pourra être un film avec des éléments chauffants ou un film décoré, et le deuxième film est un film décoré. La première matière plastique et la seconde matière plastique sont des matières opaques qui sont de chaque côté du premier film. La troisième matière plastique peut être une matière transparente. Le second film peut être un film décoré. Si le second film est positionné sur la pièce issue des deux injections précédentes avant 15 l'injection de la troisième matière, alors cette troisième matière recouvre avantageusement le second film. [00024] Le film peut tenir dans le fond de l'empreinte par électro-statisme ou bien un système d'aspiration sur la surface de l'empreinte peut être envisagé pour le positionner 20 correctement et le maintenir en place pendant l'injection de la matière plastique. Si le second film est positionné sur la pièce issue des deux injections précédentes, REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un radôme pour un radar d'un véhicule réalisée en deux matériaux thermoplastiques et munie d'un film (3), à l'aide d'un moule comprenant une première partie (10) et une seconde partie (20), les deux parties (10, 20) délimitant une première chambre de moulage (100), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - dépôt du film (3) sur une paroi (21) de la seconde partie (20) ; - première fermeture du moule ; - injection d'une première matière thermoplastique dans la première chambre de moulage (100) pour obtenir une première couche surmoulée (1) sur le film (3), - ouverture du moule, - seconde fermeture du moule de façon à former une seconde chambre de moulage (200) en utilisant une troisième partie (30) délimitant avec la première partie (10) la 15 seconde chambre de moulage (200), - injection d'une seconde matière thermoplastique dans la seconde chambre de moulage (200) pour obtenir une seconde couche surmoulée (2) sur le film (3), le film (3) étant positionné entre les première et seconde couches surmoulées 1, 2. 20 2. Procédé selon la revendication précédente comprenant une étape de changement de position de la première partie (10), préalablement à la seconde fermeture du moule. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de changement de position de la première partie (10) est une étape de rotation de la première partie (10), 25 de façon à se positionner en vis-à-vis de la troisième partie (30). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape de changement de position de la première partie (10) est une étape de translation de la première partie (10), de façon à se positionner en vis-à-vis de la troisième partie (30). 30 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première matière thermoplastique est choisie parmi les matières suivantes : polycarbonate (PC), polypropylène (PP), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyamide (PA) ou encore copolyester, comme le polytéréphtalate d'éthylène 35 (PET). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la 11 seconde matière thermoplastique est choisie parmi les matières suivantes, de préférence de couleur noire : acrylonitrile butadiène styrène (ABS), polycarbonate (PC), polypropylène (PP), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyamide (PA) ou encore copolyester, comme le polytéréphtalate d'éthylène (PET). 5 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le film comprend une surface décorée et de préférence métallisée. 8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la surface métallisée est 10 obtenue par un procédé de dépôt d'une matière, de préférence par une technique de dépôt en phase de vapeur, ou par un procédé de peinture, ou par le surmoulage d'un film métallisé ou par une technique de marquage à chaud. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une 15 étape de thermoformage du film préalable à l'étape de la fermeture de la première chambre de moulage (100). 10. Procédé selon la revendication précédente, comprenant une étape de découpe du film suite à l'étape de thermoformage du film. 20 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le film (3) comprend un élément chauffant (31). 12. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'élément chauffant (31) 25 est agencé sur la surface du film (3) entre le film (3) et la seconde couche surmoulée (2). 13. Pièce, de préférence pour véhicule, obtenue par le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Ensemble d'un radar pour véhicule et d'une pièce obtenue par le procédé de 30 fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15. Véhicule équipé d'un ensemble selon la revendication précédente.