Brevet FR3067965A1 — publié le 20181228

Procédé de fabrication d'une pièce injectée L'invention concerne en général la fabrication de pièces injectées. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce injectée, du type comprenant les étapes suivantes : - dépôt d'un revêtement sur une première face d'une couche transparente ; - cuisson partielle du revêtement ; - injection d'une partie en une matière plastique sur une seconde face de la couche transparente opposée à la première ; - cuisson complète du revêtement. US 2007/0160831 décrit un tel procédé. Dans certains cas, il arrive que le revêtement colle à l'outil d'injection. Ceci est dû au fait que le revêtement n'est pas entièrement cuit avant l'étape d'injection et conserve une texture partiellement liquide. Pendant l'étape d'injection, la pression à l'intérieur de l'outil d'injection est très élevée, de telle sorte que la couche de revêtement est fortement pressée contre l'outil d'injection. Au moment du démoulage, des particules du revêtement peuvent rester collées à l'outil d'injection, de telle sorte que la couche de revêtement ne présente pas la qualité requise. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un procédé de fabrication permettant de garantir une meilleure qualité. A cette fin, l'invention porte sur un procédé de fabrication du type précité, caractérisé en ce qu'un film de protection est placé sur le revêtement avant l'étape d'injection, l'étape d'injection étant réalisée avec le film de protection sur le revêtement. Ainsi, le revêtement n'est pas directement plaqué contre l'outil d'injection pendant l'étape d'injection. Il est pris entre d'un côté la couche transparente et de l'autre côté le film de protection. C'est le film de protection qui porte contre la surface interne de l'outil d'injection. Ainsi, il n'y a plus aucun risque que le revêtement soit endommagé pendant l'étape d'injection, en dépit de la forte pression à l'intérieur de la cavité de l'outil pendant l'injection. Une autre possibilité serait de ne pas utiliser de film de protection mais d'effectuer la cuisson complète du revêtement avant l'étape d'injection. De ce fait, le revêtement serait entièrement durci avant introduction dans l'outil d'injection. Le risque de collage de la couche de revêtement sur une surface interne de l'outil d'injection serait complètement supprimé. Ce procédé alternatif présente le défaut que la pression d'injection peut provoquer des craquelures dans la couche de revêtement durcie. Ceci est lié au fait que le revêtement cuit à 100% perd sa souplesse de surface. Les microcraquelures peuvent générer des particules polluantes qui se déposent sur la surface des pièces injectées par 2 la suite dans le même moule. Il en résulte un taux de rebut important. Les microcraquelures contribuent également à fragiliser la couche transparente, et engendrent une perte de protection vis-à-vis des hydrocarbures, des crèmes, etc... Le procédé de fabrication peut également présenter une ou plusieurs des 5 caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le revêtement est un vernis antiref lets ; - le revêtement est de nature polyoléfine, polyuréthane ou acrylique ; - le film de protection est placé sur le revêtement à l'étape de dépôt du 10 revêtement ; - le film de protection est au moins partiellement transparent aux rayons ultraviolets et/ou aux rayonnements infra-rouge ; - le procédé comprend une étape de thermoformage, entre l'étape de cuisson partielle et l'étape d'injection, au cours de laquelle la couche transparente revêtue du 15 revêtement et du film de protection est thermoformée ; - le procédé comprend une étape de découpe, entre l'étape de cuisson partielle et l'étape d'injection, au cours de laquelle la couche transparente revêtue du revêtement et du film de protection est découpée ; - la cuisson partielle et/ou la cuisson complète sont réalisées par rayons ultra- 20 violets ; - à l'étape d'injection, la matière plastique est injectée à une pression supérieure à 300 bar. - le film de protection est maintenu en place sur la pièce jusqu'à sa fixation finale dans le véhicule, avant d'être définitivement enlevé. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - les figures 1 à 6 représentent des étapes successives du procédé de fabrication de l'invention ; et 30 - la figure 7 représente de manière schématique la structure de la pièce injectée obtenue par le procédé de l'invention. Le procédé représenté sur les figures 1 à 6 est prévu pour la fabrication d'une pièce injectée. Cette pièce injectée est typiquement destinée à être intégrée dans l'habitacle d'un véhicule, par exemple un véhicule automobile tel qu'une voiture ou un 35 camion. 3 La pièce injectée est par exemple un élément de la coiffe d'une planche de bord de véhicule, ou un élément du garnissage d'un ouvrant, ou un élément d'une console centrale, ou encore est un élément décoratif destiné à être intégré sur toute autre structure de l'habitacle. 5 Le procédé comprend une étape de dépôt d'un revêtement 1 sur une première face 3 d'une couche transparente 5 (voir figure 1). La couche transparente 5 est destinée à couvrir le côté visible de la pièce injectée. Elle est transparente, au sens où elle transmet au moins 90% de la lumière visible. La couche transparente 5 est en toute matière adaptée. Typiquement, elle est en 10 une matière plastique telle que le polycarbonate ou PET. La couche transparente 5 présente typiquement une épaisseur comprise entre 30 lm et 1000 pm, de préférence entre 50 lm et 500 pm, encore de préférence entre 100 lm et 300 pm. Le revêtement 1 est déposé sur la première face 3 de la couche transparente, cette première face 3 étant destinée à être tournée vers l'extérieur de la pièce, 15 typiquement vers l'habitacle du véhicule. Le revêtement 1 est déposé à l'état non cuit. Dans cet état, le revêtement 1 est deformable, et présente une consistance visqueuse. Le revêtement 1 est typiquement un revêtement réticulable. Le revêtement 1 est par exemple de nature polyoléfine, polyuréthane ou acrylique. 20 Le revêtement 1 est par exemple un vernis antireflet, ou un revêtement de protection contre les agressions mécaniques ou chimiques de la couche transparente, ou un revêtement décoratif, etc... Typiquement, le revêtement 1 est transparent. Le revêtement 1 est par exemple déposé sur la première face 3 puis réparti sur 25 cette face 3. Il est par exemple déposé en plusieurs couches. Cette opération est typiquement réalisée de manière continue, à un poste de dépôt 8. La couche transparente 5 défile de manière continue au poste de dépôt 8. Le revêtement 1 est déposé sur la première face 3 par une tête non représentée, et étalé sur la première face 3 par un rouleau 9 de type « roller coating ». 30 En variante, le revêtement 1 est laminé sur la première face 3 sous la forme d'une feuille préformée. Après dépôt, le revêtement 1 forme une couche couvrant sensiblement toute la première face 3, et présentant par exemple une épaisseur comprise entre 1 lm et 250 pm, de préférence entre 5 lm et 100 pm, et encore de préférence entre 10 pm et 50 pm. 35 Selon l'invention, un film de protection 11 est placé sur le revêtement 1 avant l'étape d'injection. 4 Le film de protection est par exemple en un matériau tel que le PET. Il présente une épaisseur comprise entre 20 lm et 250 iim, de préférence entre 30 lm et 150 iim, encore de préférence entre 50 lm et 100 lm. Avantageusement, le film de protection 11 est placé sur le revêtement 1 à l'étape 5 de dépôt (figure 1). Le film de protection 11 est laminé sur le revêtement 1. On entend par là que le film de protection 11 se présente initialement sous la forme d'une feuille. Le film de protection 11 est déposé sur le revêtement 1 à un poste de pose 12. Ce poste 12 est typiquement placé en aval du poste 8 suivant la direction de 10 déplacement de la couche transparente 5. Le film de protection 11 est initialement enroulé autour d'une bobine 13. Au fur et à mesure du défilement de la couche transparentes au poste 12, le film 11 est déroulé, et est placé sur le revêtement 1. Il est plaqué sur la surface libre du revêtement 1 par un rouleau de plaquage 15. 15 Typiquement, le film de protection 11 couvre toute la surface du revêtement 1. Le procédé comporte de préférence encore une étape de cuisson partielle du revêtement 1 (voir figure 2). Cette étape intervient après l'étape de dépôt, et après le placement du film de protection 11. 20 Typiquement, la cuisson partielle est réalisée par des rayons ultraviolets. Dans ce cas, le film de protection 11 est choisi pour laisser passer les rayons ultraviolets, au moins partiellement. En variante, la cuisson partielle est réalisée par chauffage, ou par tout autre moyen adapté. 25 L'étape de cuisson partielle vise à solidifier partiellement le revêtement 1. Typiquement, ceci est obtenu par réticulation partielle du matériau constituant le revêtement. Toutefois, la cuisson est stoppée avant rigidification complète du revêtement 1, de manière à conserver à la couche de revêtement 1 une bonne formabilité. Avantageusement, le procédé comprend une étape de thermoformage (figure 3), 30 après l'étape de cuisson partielle. Au cours de cette étape, la couche transparente 5 revêtue du revêtement 1 et du film de protection 11 est thermoformée. On entend par là qu'une partie au moins de la couche transparente 5 revêtue est déformée à chaud. Cette étape vise à conférer à la couche transparente 5 sa forme finale 35 ou une forme proche de sa forme finale. 5 Avantageusement, le procédé comporte encore une étape de découpe (figure 4), après l'étape de cuisson partielle. Typiquement, cette étape de découpe est effectuée après l'étape de thermoformage, lorsque le procédé comporte une telle étape. 5 Au cours de l'étape de découpe, la couche transparente 5 revêtue du revêtement 1 et du film de protection 11 est découpée. Certaines parties de la couche transparente 5 revêtue sont éliminées, de manière à conférer à la couche transparente 5 revêtue la forme et l'étendue appropriées. Le procédé comporte encore une étape d'injection d'une partie 17 en matière 10 plastique sur une seconde face 19 de la couche transparente 5, opposée à la première (figure 5). Cette étape d'injection intervient après l'étape de cuisson partielle du revêtement 1. Elle intervient typiquement après l'étape de thermoformage et/ou l'étape de découpe, le cas échéant. 15 La partie 17 en matière plastique est rigide, et confère une forme stable à la pièce injectée. Elle est par exemple en PC, PC+ABS ou PC+ABS renforcé avec des fibres de verre. L'étape d'injection est réalisée avec le film de protection 11 sur le revêtement 1. L'étape d'injection est typiquement réalisée dans un outil d'injection non 20 représenté, ayant une cavité dont la forme correspond à la forme recherchée pour la pièce injectée. La couche transparente 5, portant le revêtement 1 et le film de protection 11, est placée dans la cavité, le film de protection étant au contact de la surface interne de la cavité. La matière plastique est ensuite injectée dans la cavité. 25 La matière plastique est injectée à une pression supérieure à 300 bar, par exemple comprise entre 500 bar et 1500 bar. La matière plastique remplit la partie libre de la cavité, et sollicite fortement le film de protection 11 contre la surface interne de la cavité. L'état de la pièce, après extraction hors de l'outil d'injection, est représenté sur la 30 figure 5. Le procédé comporte encore une étape de cuisson complète du revêtement 1 (voir figure 6). Cette étape intervient après l'étape d'injection. L'étape de cuisson complète est réalisée de préférence par rayons ultraviolets, 35 comme l'étape de cuisson partielle. 6 Cette étape de cuisson complète permet de durcir complètement le revêtement 1. Typiquement, ceci correspond à une réticulation complète du matériau constituant le revêtement. De préférence, la cuisson complète est réalisée avec le film de protection 11 en 5 place sur le revêtement 1. Ceci est possible du fait que le film de protection 11 laisse passer au moins partiellement les rayons ultraviolets. En variante, la cuisson complète est réalisée par chauffage, ou par tout autre moyen. 10 Il est à noter que le film de protection 11 est prévu pour pouvoir se décoller après l'étape de cuisson complète. Il est typiquement décollé après que la pièce injectée a été mise en place définitivement à bord du véhicule. Le film de protection 11 est choisi de manière à résister à l'étape d'injection sans 15 modifier la qualité optique de la pièce, c'est-à-dire l'homogénéité de la brillance et la rugosité de surface. Il est à noter également que la brillance du revêtement est définie par la brillance du film de protection par duplication de la surface de contact. De cette manière, il possible d'ajuster le taux de réflexion spéculaire de la surface par la rugosité de surface du film de protection 20 Ainsi, à l'issue du procédé de fabrication de l'invention, la pièce injectée comporte, comme illustré sur la figure 7, la partie en matière plastique 17 recouverte par la couche transparente 5, recouverte elle-même par le revêtement 1, recouvert lui-même par le film de protection 11. Le procédé de fabrication de l'invention peut présenter de multiples variantes. 25 Il peut ne pas comporter l'étape de thermoformage, et/ou l'étape de découpe. Le film de protection en variante n'est pas placé sur le revêtement à l'étape de dépôt du revêtement, mais après l'étape de cuisson partielle, ou même après l'étape de thermoformage ou l'étape REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'une pièce injectée, le procédé comprenant les étapes suivantes : - dépôt d'un revêtement (1) sur une première face (3) d'une couche transparente (5) ; - cuisson partielle du revêtement (1) ; - injection d'une partie (17) en une matière plastique sur une seconde face (19) de la couche transparente (5) opposée à la première ; - cuisson complète du revêtement (1) ; caractérisé en ce qu'un film de protection (11) est placé sur le revêtement (1) avant l'étape d'injection, l'étape d'injection étant réalisée avec le film de protection (11) sur le revêtement (1). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (1) est un vernis antiref lets. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement (1) est de nature polyoléfine, polyuréthane ou acrylique. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film de protection (11) est placé sur le revêtement (1) à l'étape de dépôt du revêtement (1). 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film de protection (11) est au moins partiellement transparent aux rayons ultra-violets et/ou aux rayonnements infra-rouge. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de thermoformage, entre l'étape de cuisson partielle et l'étape d'injection, au cours de laquelle la couche transparente (5) revêtue du revêtement (1) et du film de protection (11) est thermoformée. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de découpe, entre l'étape de cuisson partielle et l'étape d'injection, au cours de laquelle la couche transparente (5) revêtue du revêtement (1) et du film de protection (11) est découpée. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuisson partielle et/ou la cuisson complète sont réalisées par rayons ultraviolets. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que à l'étape d'injection, la matière plastique est injectée à une pression supérieure à 300 bar. 8 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film de protection (11) est laminé (9) sur le revêtement (1).