Brevet FR3094664A1 — publié le 20201009

Description Titre de l'invention : Procédé de fabrication d'une peau de propriété variable Domaine technique [0001] L'invention concerne le domaine de la fabrication d'une peau de finition esthétique de surface, telle qu'utilisée en automobile ou en bâtiment. Technique antérieure [0002] 11 est connu de réaliser une planche de bord en une structure, généralement plus rigide et de la recouvrir d'une peau réalisant une finition. Cette peau, généralement mince, est plus souple. Elle permet d'introduire des effets esthétiques (couleurs, reflets, ...), haptiques (toucher lisse, velours, doux, grain, mousse, ...) ou encore des textures participant des deux (aspect bois, cuir, peau de serpent ...). [0003] En fonction des équipements éventuellement intégrés dans la planche de bord (voyant, afficheur, écran, ...) il peut être nécessaire de changer au moins une propriété de la peau. Ainsi en l'absence d'équipement une peau est avantageusement opaque de manière à cacher la structure sous-jacente. Au contraire au droit d'un afficheur une peau est avantageusement transparente. De même, au droit d'un écran une peau est avantageusement rigide afin d'offrir audit écran une protection, tandis qu'elle est préférentiellement souple ailleurs afin d'épouser les formes, souvent courbes, de la structure. [0004] Actuellement un tel changement de propriété entraîne nécessairement une réalisation en deux pièces différentes. Un joint apparaît alors inéluctablement à la jonction entre les deux pièces et nuit à l'esthétique de l'ensemble. [0005] Aussi il est recherché une solution permettant de ne pas rencontrer cet inconvénient. Résumé de l'invention [0006] Le principe de l'invention consiste à réaliser l'ensemble en une seule pièce en faisant varier progressivement la composition de la matière de manière à présenter une variation de propriété au sein d'une même peau. [0007] Pour cela l'invention concerne un procédé de fabrication d' une peau en matériau plastique, comprenant les étapes suivantes : - réalisation d'une première partie de la peau présentant une propriété selon un premier niveau, - réalisation d'une deuxième partie de la peau prolongeant la première partie et présentant ladite propriété au premier niveau sur un premier bord en contact avec la première partie et à un deuxième niveau sur un deuxième bord en contact avec une troisième partie de la peau prolongeant la deuxième partie, et - réalisation de la troisième partie de la peau présentant ladite au moins une propriété au deuxième niveau, les étapes de réalisation étant cf- 2 fectuées par technologie additive, telle que l'impression 3D. [0008] Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : [0009] ladite propriété évolue, dans la deuxième partie, entre le premier bord et le deuxième bord, préférentiellement de manière régulière, [0010] ladite propriété comprend la dureté, la couleur, la transparence et/ou l'état de surface, [0011] la réalisation de la première partie utilise un premier fil d'alimentation présentant la propriété au premier niveau, la réalisation de la troisième partie utilise un deuxième fil d'alimentation présentant la propriété au deuxième niveau et la réalisation de la deuxième partie utilise alternativement le premier fil d'alimentation et le deuxième fil d'alimentation, [0012] l'alternat est réalisé en alternant une première tête alimentée avec le premier fil et une deuxième tête alimentée avec le deuxième fil, [0013] application à la réalisation d'une peau d'un élément de garnissage intérieur de véhicule, [0014] application à la réalisation d'une peau de planche de bord, [0015] la première partie est sensiblement rectangulaire, la deuxième partie est disposée de part et d'autre autour de la première partie et la troisième partie est disposée de part et d'autre autour de la deuxième partie, [0016] la première partie est rigide et transparente, la troisième partie est souple et opaque et la deuxième partie présente un gradient de l'une au moins des deux propriétés. [0017] L'invention concerne encore une peau en matière plastique obtenue par un tel procédé. Brève description des dessins [0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d'exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : [fig.1] la figure 1 représente un exemple de réalisation obtenue par l'invention, [fig.2] la figure 2 représente une vue en coupe de la peau du mode de réalisation de la figure 1. Description des modes de réalisation 100191 L'invention concerne un procédé de fabrication d'une peau 1 en matériau plastique. Telle qu'illustrée à la figure 1, une telle peau 1 est, par exemple, apte à être disposée sur une structure d'un élément de garnissage intérieur de véhicule afin de le recouvrir et de former une couche supérieure apparente de finition. L'élément de garnissage intérieur de véhicule est par exemple une planche de bord, un panneau de porte ou une console centrale. La peau 1 est classiquement réalisée en matériau plastique, tel un matériau thermoplastique comme un polychlorure de vinyle (PVC), une oléfine ther- 3 moplastiquc (TPO), un polyuréthane thermoplastique (TPU) ou tout autre équivalent, et conformée de manière à recouvrir tout ou partie de ladite structure. [0020] L'objectif est de réaliser une telle peau 1 en une seule pièce. Pour cela la peau 1 comprend une première partie 2. Au regard d'une propriété, cette première partie 2 présente un premier niveau. La peau 1 comprend encore une troisième partie 4 présentant au regard de la même propriété un deuxième niveau. La peau 1 comprend encore une deuxième partie 3 contiguë à la première partie 2 par un premier bord ou contour et contiguë à la troisième partie 4 par un deuxième bord ou contour. Cette deuxième partie 3 intermédiaire présente au regard de la même propriété le premier niveau sur le premier bord et le deuxième niveau sur le deuxième bord. Ainsi la deuxième partie assure, au niveau de chacun des deux bords ou contours une continuité de la propriété avec la première partie 2 et la troisième partie 4. [0021] Le procédé de fabrication réalise ainsi la peau 1 en continu, en réalisant : au cours d'une première étape, la première partie 2 selon le premier niveau de la propriété, au cours d'une deuxième étape, la deuxième partie 3 en débutant selon le premier niveau de la propriété pour le premier bord et en finissant selon le deuxième niveau de la propriété pour le deuxième bord et, au cours d'une troisième étape, la troisième partie 4 selon le deuxième niveau de la propriété. Ces différentes étapes peuvent être ou non réalisées dans l'ordre. Il est aussi possible de réaliser une partie d'une étape, de passer à une partie d'une autre étape, avant de revenir compléter en réalisant une autre partie de la première étape, par exemple. La séquence précise de fabrication est à déterminer en fonction du produit souhaité. Une réalisation non séquentielle peut être avantageuse en ce qu'elle permette d'éviter des défauts. [0022] La peau 1 obtenue par le procédé de l'invention est monobloc : elle ne présente pas d'interruption de sa structure. [0023] Entre le premier bord et le deuxième bord de la deuxième partie 3, ladite propriété évolue graduellement depuis le premier niveau jusqu'au deuxième niveau. Cette évolution est préférentiellement régulière. [0024] La propriété considérée peut être toute propriété du matériau plastique employé pour réaliser la peau 1. A titre d'exemple la propriété peut être la dureté, la couleur, la transparence et/ou l'état de surface. [0025] Lorsque la propriété est la couleur, le premier niveau peut être une première teinte, par exemple blanche et le deuxième niveau peut être une deuxième teinte, par exemple noire. Dans ce cas la première partie 2 est blanche, la troisième partie 4 est noire et la deuxième partie 3 est blanche sur son premier bord partagé avec la première partie 2 et noire sur son deuxième bord partagé avec la troisième partie 4. La deuxième partie 3 présente encore un dégradé de gris entre ses deux bords. [0026] Lorsque la propriété est la dureté, ce qui pour un matériau plastique est équivalent à sa souplesse et/ou flexibilité, le premier niveau peut être un premier niveau de dureté, par exemple rigide, avec une dureté indicative et illustrative de 95 shore et le deuxième niveau peut être un deuxième niveau de dureté, par exemple souple, avec une dureté indicative et illustrative de 40 shore. Dans ce cas la première partie 2 est rigide, la troisième partie 4 est souple et la deuxième partie 3 est rigide sur son premier bord partagé avec la première partie 2 et souple sur son deuxième bord partagé avec la troisième partie 4. La deuxième partie 3 présente encore un dégradé de dureté entre ses deux bords. Ceci est avantageux en ce qu'une telle peau peut ainsi comprendre une partie rigide (première partie 2) apte à protéger un équipement disposé dessous, une partie souple (troisième partie 4) apte à épouser les formes variées de la planche de bord, et une partie intermédiaire (deuxième partie 3) présentant une transition progressive ou non, en termes de dureté entre les deux parties 2, 4 et surtout ne présentant pas de coupure ou rupture entre les deux parties 2, 4. [0027] Lorsque la propriété est l'opacité, le premier niveau peut être un premier niveau d'opacité, par exemple transparent (0% opacité), et le deuxième niveau peut être un deuxième niveau d'opacité, par exemple opaque (100% opacité). Dans ce cas la première partie 2 est transparente, la troisième partie 4 est opaque et la deuxième partie 3 est transparente sur son premier bord partagé avec la première partie 2 et opaque sur son deuxième bord partagé avec la troisième partie 4. La deuxième partie 3 présente ainsi une zone de transition d'opacité dégradée entre ses deux bords, qui peut être brutale ou progressive, mais surtout la deuxième partie 3 assure une continuité de la peau 1 qui ne présente pas d'interruption ou de rupture entre les deux parties 2, 4. Une telle peau 1 est avantageuse en ce qu'elle permet de réaliser des fenêtres (première partie 2) au travers desquelles il est possible de voir un équipement situé sous la peau, des masques (troisième partie 4) cachant ce qui se trouve sous eux, et toujours dans une peau 1 monobloc. [0028] Lorsque la propriété est l'état de surface, le premier niveau peut être une première texture, par exemple lisse et le deuxième niveau peut être une deuxième texture, par exemple rainurée ou peau de serpent ou granuleuse. Dans ce cas la première partie 2 est lisse, la troisième partie 4 est granuleuse et la deuxième partie 3 est lisse sur son premier bord partagé avec la première partie 2 et granuleuse sur son deuxième bord partagé avec la troisième partie 4. La deuxième partie 3 présente encore une variation brutale ou progressive de la granulosité entre ses deux bords. Ceci est avantageux en ce qu'une telle peau peut ainsi comprendre des zones de textures différentes au sein d'une même peau 1 monobloc, ne présentant pas de coupure ou rupture entre les deux parties 2, 4. [0029] 11 est bien évident qu'il est possible de mixer les différentes propriétés à loisir avec ou sans superposition spatiale. [0030] Afin de réaliser une telle peau 1 et surtout une variation de propriété au sein d'une même peau 1, les étapes de réalisation sont avantageusement effectuées par technologie additive, telle que l'impression 3D. Il est ainsi possible en faisant varier la matière utilisée pour imprimer en fonction de la partie de la peau 1 imprimée, de faire varier la propriété. Ainsi en choisissant un premier matériau, présentant une propriété au premier niveau il est possible d'imprimer la première partie 2. En choisissant un deuxième matériau, présentant la même propriété au deuxième niveau il est possible d'imprimer la troisième partie 4. [0031] Il convient de s'assurer que le premier matériau et le deuxième matériau sont com- patibles de manière à pouvoir se mixer entre eux au cours d'un process d'impression 3D. Aussi il est possible de mixer le premier matériau et le deuxième matériau en faisant varier leur proportion respective pour réaliser la deuxième partie 3. Ainsi pour imprimer la deuxième partie 3 à proximité du premier bord, le procédé utilise 100% du premier matériau et 0% du deuxième matériau, et pour imprimer la deuxième partie 3 à proximité du deuxième bord, le procédé utilise 0% du premier matériau et 100% du deuxième matériau. Entre les deux bords, l'impression de la deuxième partie 3 utilise une proportion variable 100-X% de premier matériau et X% de deuxième matériau, avec X variant de 0 à 100 entre les deux bords, selon un profil d'évolution spatial choisi. [0032] Il existe plusieurs types d'imprimantes 3D. Tous ces types sont utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention. Il peut ainsi être distingué des imprimantes à dépôt de fil et des imprimantes à modelage libre sans outil après fonte du matériau selon un procédé Arburg Plastic Freeforming (AFP). La suite de la description suppose, sans restreindre la portée de l'invention, que l'on utilise une imprimante à dépôt de fil. [0033] Une imprimante 3D est typiquement alimentée en matériau approvisionné sous forme de bobine de fil, réalisé en matériau homogène. Un premier fil d'alimentation présentant la propriété au premier niveau et un deuxième fil d'alimentation présentant la propriété au deuxième niveau sont avantageusement utilisés. Aussi la réalisation de la première partie 2 est avantageusement réalisée de manière classique en utilisant le premier fil d'alimentation et la réalisation de la troisième partie 3 est avantageusement réalisée de manière classique en utilisant le deuxième fil d'alimentation. [0034] La réalisation de la deuxième partie 3 nécessite de pourvoir mélanger les deux matériaux de manière à faire varier leur proportion respective. [0035] Le mélange est réalisé en alternant les deux matériaux en utilisant deux têtes d'impression. Une première tête est alimentée avec le premier fil et une deuxième tête est alimentée avec le deuxième fil. Le mélange dans une proportion voulue est obtenu en alternant l'utilisation des têtes lors de l'impression de matière. Les durées respectives d'utilisation de chacune des têtes sont déterminées en fonction des proportions 6 respectives souhaitées pour les deux matériaux. Ainsi, à proximité du premier bord, de courtes utilisations du deuxième matériau/deuxième tête viennent entrecouper de plus longues utilisations du premier matériau/première tête de manière à obtenir un mélange comprenant une proportion élevée de premier matériau. Au contraire à proximité du deuxième bord de longues utilisations du deuxième matériau/deuxième tête sont entrecoupés de courtes utilisations du premier matériau/première tête de manière à obtenir un mélange comprenant une proportion élevée de deuxième matériau. Entre les deux bords les longueurs respectives des utilisations évoluent, les utilisations de premier matériau se raccourcissant à mesure que les utilisations de deuxième matériau s'allongent. [0036] Un tel procédé de fabrication est avantageusement utilisé pour réaliser une peau d'un élément de garnissage intérieur. Un tel procédé de fabrication est préférentiellement utilisé pour réaliser une peau destinée à recouvrir un élément de garnissage intégrant un équipement, par exemple un écran, la peau étant destinée à recouvrir au moins partiellement, de préférence intégralement, ledit équipement. [0037] Un exemple d'application montrant les avantages de l'invention va maintenant être décrit en relation avec la figure 1. [0038] La peau 1 fabriquée est destinée à recouvrir une planche de bord intégrant un écran figuré par un rectangle au centre de la figure. La peau 1 fabriquée est monobloc et recouvre au moins une partie de la planche de bord, l'écran y compris. La peau 1 présente une première partie 2, au droit de l'écran, présentant une propriété de rigidité afin de protéger la surface de l'écran et simultanément une propriété de transparence afin que l'écran puisse être vu. Au contraire dans une troisième partie 4, la peau 1 est souple afin d'épouser les formes courbes de la planche de bord et opaque afin de cacher cette dernière. Dans une deuxième partie 3 de transition, disposée entre la première partie 2 et la troisième partie 4, la dureté évolue, préférentiellement de manière continue, entre la dureté de la première partie 2 (rigide) et la dureté de la troisième partie 4 (souple). De même l'opacité évolue, préférentiellement de manière continue, entre l'opacité de la première partie 2 (transparente) et l'opacité de la troisième partie 4 (opaque). Une peau 1 selon l'invention permet avantageusement de réaliser une peau monobloc ne présentant aux limites de l'écran aucune rupture ou démarcation. [0039] Ici les deux propriétés évoluant spatialement de concert, un mélange de deux matériaux peut être utilisé : un premier matériau rigide et transparent et un deuxième matériau opaque et souple. [0040] La peau 1 de la figure 1 peut encore présenter une propriété d'état de surface variable. Ainsi, avantageusement, la première partie 2 au droit de l'écran présente une surface la plus lisse possible. Au contraire un grain dans la deuxième partie 3 peut 7 souligner le contour de l'écran et ainsi faciliter sa localisation au toucher. Dans ce mode de réalisation, la première partie 2 est lisse et la troisième partie 4 est texturée. La deuxième partie 3 présente par exemple une évolution d'état de surface, de préférence régulière, entre l'état de surface de la première partie 2 (lisse) et l'état de surface de la troisième partie 4 (texturée). [0041] TI apparaît que la disposition des première, deuxième et troisième parties peut être linéaire : 2, 3, 4, reproduite de manière symétrique, : 4, 3, 2, 3, 4 ou encore bidimensionnelle, tel qu'illustré à la figure 1 : une première partie 2 centrale, une deuxième partie 3 entourant la première partie 2 et une troisième partie 4 entourant la deuxième partie 3. [0042] L'invention concerne encore une peau 1 en matière plastique obtenue par le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents. [0043] Selon un mode de réalisation préférentiel, le procédé selon l'invention est utilisé pour réaliser une partie de la peau de planche de bord comprenant la partie recouvrant l'écran et une partie recouvrant la planche de bord autour de l'écran mais pas toute la planche. Cette peau va alors être utilisée comme un insert dans un procédé traditionnel de moulage d'une peau de planche de bord (comme projetagc, rotomoulage, injection). Une telle réalisation en deux parties, permet de limiter l'utilisation de l'impression 3D au seul insert, afin de réduire les coûts en n'utilisant le procédé d'impression 3D, plus coûteux, que pour une partie de la peau et un procédé traditionnel moins coûteux pour le reste de la peau. [0044] Ceci est plus particulièrement illustré à la figure 2. La partie claire centrale 1 est la peau 1 réalisée par impression 3D et la partie grisée 5 est réalisée par un process traditionnel. La partie 6, indiquée en pointillés, représente un masque 6 utilisé pour protéger la partie 1 imprimée en 3D pendant l'étape de moulage traditionnel. [0045] Chacun des premier et/ou deuxième bonis peut être de forme quelconque. Ainsi un tel boni peut être, par exemple, courbe ou rectiligne. Avantageusement les bords suivent les limites de l'équipement disposé sous la peau 1. Ainsi dans le cas illustratif d'un écran rectangulaire, des bords rectilignes, sensiblement parallèles, sont préférés. [0046] L'invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d'exemple et non comme limitant l'invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles. Liste des signes de référence [0047] 1 : peau, [0048] 2 : première partie, [0049] 3 : deuxième partie, [0050] 4 : troisième partie, [0051] 5 : partie réalisée traditionnellement, [0052] 6 : masque. 8 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] Procédé de fabrication d'une peau (I) en matériau plastique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - réalisation d'une première partie (2) de la peau (1) présentant une propriété selon un premier niveau, - réalisation d'une deuxième partie (3) de la peau (1) prolongeant la première partie (2) et présentant ladite propriété au premier niveau sur un premier bord en contact avec la première partie (2) et à un deuxième niveau sur un deuxième bord en contact avec une troisième partie (4) de la peau (1) prolongeant la deuxième partie (3) et, et - réalisation de la troisième partie (4) de la peau (1) présentant ladite au moins une propriété au deuxième niveau, lesdites étapes de réalisation étant effectuées par technologie additive, telle que l'impression 3D. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, où ladite propriété évolue, dans la deuxième partie (3), entre le premier bord et le deuxième bord, préférentiellement de manière régulière. [Revendication 3] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, où ladite propriété comprend la dureté, la couleur, la transparence et/ou l'état de surface. [Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où la réa- lisation de la première partie (2) utilise un premier fil d'alimentation présentant la propriété au premier niveau, la réalisation de la troisième partie (4) utilise un deuxième fil d'alimentation présentant la propriété au deuxième niveau et la réalisation de la deuxième partie (3) utilise alternativement le premier fil d'alimentation et le deuxième fil d'alimentation. [Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, où l'alternat est réalisé en alternant une première tête alimentée avec le premier fil et une deuxième tête alimentée avec le deuxième fil. [Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, appliqué à la réalisation d'une peau (1) d'un élément de garnissage intérieur de véhicule. [Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, où l'élément de garnissage intérieur est une planche de bord. [Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, où la première partie (2) est sensiblement rectangulaire, la deuxième partie (3) est disposée de part et (l'autre autour de la première partie (2) et la troisième partie (4) est disposée de part et d'autre autour de la deuxième partie (3). 10 [Revendication 9] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, où la première partie (2) est rigide et transparente, la troisième partie (4) est souple et opaque et la deuxième partie présente un gradient de l'une au moins des deux propriétés. [Revendication 10] Peau (1) en matière plastique obtenue par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.