Brevet FR3072900A1 — publié le 20190503

[0001] La présente invention concerne le domaine des procédés de peinture d'une pièce pour véhicule automobile, telle qu'une pièce de carrosserie. L'invention traite plus précisément de pièces en polymère, notamment en polymère thermoplastique ou thermodurcissable. [0002] Une pièce pour véhicule automobile, notamment une pièce de carrosserie, participant à l'aspect esthétique d'un véhicule, est généralement revêtue de peinture. La peinture des pièces de véhicules automobiles est réalisée dans une chaîne de peinture, qui est une installation dans laquelle des supports métalliques portent plusieurs pièces à peindre et circulent en convoi à travers une succession de postes. [0003] L'étape de peinture d'une telle pièce en matière plastique comporte généralement des étapes de traitement de surface, suivie d'étapes d'application de plusieurs revêtements différents sur la pièce, généralement réalisées par le biais des pulvérisateurs de peinture dont la course de peinture est programmée en fonction de la géométrie de la pièce. [0004] Un premier revêtement, appelé primaire, a pour fonction de favoriser l'accroche sur la pièce du second revêtement, la base, en améliorant la conduction électrique sur la surface de la pièce à peindre. Ainsi, dans un procédé de peinture habituel, le primaire constitue un revêtement conducteur servant à retenir et attirer les couches de revêtement suivantes par un phénomène électrostatique. La base a pour fonction de donner la couleur à la pièce. Enfin, un troisième revêtement, appelé vernis, a pour fonction de protéger la couche de base contre les agressions extérieures et d'apporter l'aspect final à la pièce. [0005] Pour que la continuité électrique du processus puisse être réalisée par l'intermédiaire du primaire, il est nécessaire qu'une mise à la masse soit effectuée afin 25 de permettre l'activation d'un champ électrostatique. Autrement dit, il est nécessaire que des connexions soient établies entre le primaire et la masse. [0006] Pour obtenir ces connexions, des zones de contact avec les supports métalliques sont généralement prévues au sein de la pièce, par exemple avec des pions sur le support métallique qui s'insèrent dans des orifices prévus dans la pièce. Il est donc 30 indispensable, pour que la boucle électrique puisse être établie, que le primaire soit appliqué sur ces zones de contact, de sorte à être en contact direct avec le support métallique, car la pièce en matière plastique à peindre joue naturellement le rôle de barrière isolante entre le primaire et le support métallique car la matière plastique de la pièce à peindre n'est pas conductrice. 2 [0007] En outre, des pinces de mise à la masse, telles que des pinces crocodiles, peuvent être positionnées sur la pièce afin d'augmenter la conduction électrique à sa surface, via le primaire, notamment lorsque la pièce présente une géométrie complexe. [0008] Ces solutions améliorent l'efficience de transfert de la peinture mais présentent 5 cependant des inconvénients, notamment le taux de transfert de la peinture sur la surface de la pièce qui n'atteint pas les niveaux escomptés, et donne lieu à des pertes de peinture encore trop importantes. Ceci peut s'expliquer par la complexité de prévoir, au sein de la pièce, suffisamment de zones de contact pour assurer une conduction électrique et donc une accroche et un transfert de la base satisfaisants sur toute la 10 surface. Un second inconvénient de cette faible efficience de transfert est la cadence réduite de la chaine de peinture due, entre autres choses, aux temps accrus de pulvérisation pour atteindre le volume de peinture souhaité sur la pièce et, le cas échéant, aux opérations généralement manuelles de positionnement des pions dans les orifices de la pièce ou bien des pinces de mise à la masse sur la pièce. 15 [0009] Enfin, un autre inconvénient est l'encrassement dans le temps des différentes portions des supports métalliques ou des pinces qui sont en contact avec les zones de contact. En effet, avec le temps, les différents revêtements (primaire, base et vernis) appliqués sèchent et encrassent ces portions des supports métalliques. Dès lors, ces portions ne permettent plus d'assurer une mise à la masse acceptable et nécessitent 20 donc d'être nettoyées, ce qui complexifie et rallonge le processus de peinture. [0010] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé de fabrication d'une pièce de carrosserie peinte comprenant les étapes suivantes : - fabrication de la pièce de carrosserie par un procédé de moulage d'au moins une matière plastique, - application d'un courant électrique à ladite surface et mise à la masse de la pièce, - application d'un revêtement de peinture sur au moins une surface de la pièce, caractérisé en ce que la matière plastique comprend au moins un matériau conducteur. [0011] Ainsi, c'est la pièce elle-même qui est conductrice et non le primaire. Il est donc possible de fabriquer des pièces de carrosserie qui présentent l'avantage de pouvoir être à la fois grandes, d'épaisseur fine et conductrices, et ce, sans que la matière conductrice comprise dans la matière plastique n'impacte les propriétés mécaniques de la pièce, comme par exemple sa rigidité. Ainsi, les pièces de carrosserie issues du procédé selon l'invention présentent une meilleure répartition de la peinture appliquée sur la surface de la pièce, et ce, même lorsque ces pièces sont de géométrie complexe. La matière plastique de ces pièces de carrosserie conserve les propriétés mécaniques 3 indispensables pour que les pièces assurent à leur fonction, tout en augmentant la conductivité à la surface à peindre de la pièce. Par conséquent, tout point de la pièce en contact avec le support métallique représente un point qui permet la mise à la masse de la pièce. Le procédé de fabrication selon l'invention rend à la fois possible d'annuler 5 l'effet de l'encrassement dans le temps, des portions des supports métalliques. Le procédé selon l'invention permet également d'améliorer l'efficience de transfert de la peinture sur la surface de la pièce. La durée de l'étape d'application de la peinture est donc réduite. Préférentiellement, l'étape d'application du courant électrique à la surface de la pièce et de mise à la masse de cette dernière est réalisée uniquement lors du 10 passage de la peinture dans le(s) pulvérisateur(s) de peinture, ce qui permet de limiter l'application d'un courant électrique lorsque cela est inutile. Le cas échéant, le procédé selon l'invention offre la possibilité de se passer de l'application d'une couche de primaire conducteur et de pince de mise à la masse, ce qui permet de réduire davantage la durée de l'étape de peinture et aussi de réaliser des économies. 15 [0012] Le procédé selon l'invention peut également comprendre ou une plusieurs des caractéristiques suivantes : - le matériau conducteur comprend au moins un composé carboné, de préférence l'un des composés choisis parmi : graphène, noir de carbone, fibre de carbone, nanotube de carbone ; 20 le matériau conducteur représente jusqu'à 20 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique, notamment jusqu'à 5 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique ; la matière plastique comprend, en outre, au moins une des matières choisies parmi : polypropylène, polycarbonate, acrylonitrile butadiène styrène, polytéréphtalate 25 d'éthylène et polyamide, ou un mélange d'au moins deux de ces matières ; le procédé comprend en outre une étape d'application d'un revêtement de primaire conducteur sur ladite surface de la pièce est réalisée préalablement à l'étape d'application du revêtement de peinture. [0013] L'invention concerne également une pièce de carrosserie en matière plastique, 30 destinée à être peinte, caractérisée en ce que la pièce comprend au moins un matériau conducteur. [0014] La pièce de carrosserie selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 4 le matériau conducteur comprend au moins un composé carboné, de préférence le graphène ; le matériau conducteur représente jusqu'à 20 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique, notamment jusqu'à 5 % en poids par rapport au poids total 5 de la matière plastique ; la pièce comprend au moins un revêtement de primaire conducteur sur au moins une portion de la pièce. [0015] L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : 10 la figure 1 A est un schéma illustrant une pièce de carrosserie sur un poste de peinture d'une chaîne de peinture de pièces de carrosserie ; la figure 1B est un schéma illustrant un agrandissement de la zone de contacts mise en évidence à la figure 1. [0016] On va décrire une étape d'application de différents revêtements sur une pièce de 15 carrosserie 1 obtenue selon le procédé de l'invention, au sein d'une chaîne de peinture de pièces de carrosserie. [0017] La pièce de carrosserie 1 est maintenue sur un support métallique 2 lui permettant de passer d'un poste à un autre, au sein d'une ligne fabrication de pièces de carrosserie. 20 [0018] A son arrivée au poste de peinture, on réalise une liaison au niveau des zones de contacts 3 comprenant les connexions électriques prévues à cet effet, de sorte que la pièce de carrosserie 1 soit mise à la masse. De telles connections électriques sont connues de l'homme du métier. [0019] Par la suite des pulvérisateurs de peinture (non représentés), appliquent une 25 couche de peinture chargée électriquement sur la surface 11 de la pièce de carrosserie 1. Cette surface 11 correspond à la surface visible depuis l'extérieur du véhicule, une fois ce dernier assemblé. La peinture appliquée sur la surface 11 de la pièce de véhicule est ici mieux transférée et répartie sur l'ensemble de la surface 11 de la pièce 1, car la matière plastique de la pièce 1 comprend un matériau conducteur qui la rend conductrice 30 en elle-même. [0020] Dès lors, tout point de la pièce de carrosserie 1 qui se trouve en contact avec le support métallique 2 participe à la mise à la masse de la pièce 1 et donc à l'augmentation de la conduction électrique sur la surface 11 de la pièce électrique 1. Par conséquent, il 5 n'est pas nécessaire de recourir à l'application d'un primaire conducteur sur les zones de contact 3 pour assurer l'établissement d'une boucle électrique. De plus, la quantité de peinture appliquée par les pulvérisateurs sur cette même surface 11 peut donc être réduite puisque le taux de transfert de la peinture atteint un niveau plus élevé. 5 [0021] Le procédé selon l'invention permet également de simplifier la programmation de la course des pulvérisateurs. En effet, il n'est ici pas nécessaire que les pulvérisateurs aient une course leur permettant d'appliquer la peinture sur toute la surface 11 de la pièce 1, compte tenu du meilleur transfert de la peinture sur cette surface 11. Cet avantage représente un gain de temps lors de l'étape d'application de la peinture, 10 notamment lorsque la pièce de carrosserie 1 à peindre est de géométrie complexe. [0022] De plus, il n'est plus indispensable d'appliquer le primaire sur les zones de contact 3 puisque c'est la pièce 1 qui est conductrice et que ces zones de contact 3 sont positionnées sur des surfaces non visibles donc qui n'ont pas besoin d'être peintes. L'absence d'application d'une couche de primaire sur les zones de contacts 3 permet de 15 ralentir le phénomène d'encrassement de ces zones 3 et donc de réduire la fréquence à laquelle la ligne de production doit être arrêtée pour le nettoyage de ces zones 3. [0023] Le matériau conducteur peut être un des composés carbonés suivants : graphène, noir de carbone, fibre de carbone, nanotube de carbone, et peut représenter jusqu'à 20 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique. Dans cet 20 optique, le graphène est un des matériaux particulièrement intéressants car il permet, de par sa structure carbonée particulière, de conférer une très bonne conduction électrique dans un mélange avec une matière plastique non conductrice, et ce, à une faible concentration. Lorsque le composé présente les mêmes avantages que ceux mentionnés pour le graphène, la concentration peut représenter jusqu'à 5 % en poids 25 par rapport au poids total de la matière plastique. Dans une telle variante de l'invention, les propriétés mécaniques associées à la matière plastique non conductrice sont moins impactées par l'ajout du composé carboné. [0024] Les matières plastiques auxquelles peuvent être ajoutées les composés carbonés sont des matières thermoplastiques ou thermodurcissables connues de 30 l'homme du métier pour la fabrication de pièces de carrosserie. De telles matières peuvent être le polypropylène, le polycarbonate, l'acrylonitrile butadiène styrène, le polytéréphtalate d'éthylène et polyamide, ou un mélange d'au moins deux de ces matières. 6 Liste des références 1 : pièce de carrosserie 2 : support métallique 3 : zones de contacts comprenant les connexions électriques pour la mise à la masse 5 11 : REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce de carrosserie (1) peinte comprenant les étapes suivantes : - fabrication de la pièce de carrosserie (1) par un procédé de moulage d'au moins une matière plastique, - application d'un courant électrique à ladite surface (11) et mise à la masse de la pièce (1), - application d'un revêtement de peinture sur au moins une surface (11) de la pièce (1), caractérisé en ce que la matière plastique comprend au moins un matériau conducteur. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau conducteur comprend au moins un composé carboné, de préférence l'un des composés choisis parmi : graphène, noir de carbone, fibre de carbone, nanotube de carbone. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau conducteur représente jusqu'à 20 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique, notamment jusqu'à 5 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière plastique comprend, en outre, au moins une des matières choisies parmi : polypropylène, polycarbonate, acrylonitrile butadiène styrène, polytéréphtalate d'éthylène et polyamide, ou un mélange d'au moins deux de ces matières. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape d'application d'un revêtement de primaire conducteur sur ladite surface (11) de la pièce (1) est réalisée préalablement à l'étape d'application du revêtement de peinture. 6. Pièce de carrosserie (1) en matière plastique destinée à être peinte caractérisée en ce que la pièce (1) comprend au moins un matériau conducteur. 7. Pièce de carrosserie (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le matériau conducteur comprend au moins un composé carboné, de préférence le graphène. 8. Pièce de carrosserie (1) selon la revendication 6 ou 7, dans laquelle le matériau 8 conducteur représente jusqu'à 20 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique, notamment jusqu'à 5 % en poids par rapport au poids total de la matière plastique. 9. Pièce de carrosserie (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comprenant 5 au moins un revêtement de primaire conducteur sur au moins une portion de la pièce (1).