Brevet FR3089848A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Procédé de surmoulage de fibres optiques dans une pièce de carrosserie [0001] L'invention concerne les pièces de carrosserie de véhicule automobile et plus particu- lièrement les procédés de fabrication de telles pièces, notamment celles comprenant une signature lumineuse. [0002] 11 est de plus en plus courant que les véhicules automobiles comprennent, au niveau de leur carrosserie, des points lumineux ou des faisceaux lumineux formant une signature lumineuse constituant un élément de personnalisation du véhicule. [0003] Il est connu, pour réaliser une telle signature lumineuse, de produire une pièce de car- rosserie, par exemple par moulage par injection. On rapporte ensuite des fibres optiques, par exemple une nappe de fibres optiques, sur la pièce en la fixant à cette dernière, par exemple par collage. [0004] Un tel procédé comprend plusieurs inconvénients. [0005] Tout d'abord, il est nécessaire de reprendre la pièce après sa fabrication, ce qui mo- nopolise des ressources humaines et matérielles non négligeables dans un secteur d'activité devant respecter des cadences industrielles. Cette étape de reprise est par ailleurs plus complexe et moins répétable industriellement que la fabrication de la pièce de carrosserie. [0006] De plus, les fibres optiques ne sont pas protégées de manière optimales car exposées aux conditions extérieures, ce qui conduit à une dégradation anticipée de ces dernières. [0007] Les fibres optiques utilisées sont des fibres optiques ayant subies un traitement visant à dégrader leur surface (sablage ou encore grattage) afin de diffuser de la lumière sur toute leur longueur. Il n'est donc pas possible d'utiliser tous types de fibres optiques pour réaliser une signature lumineuse. [0008] Enfin, la diffusion de la lumière au travers de la pièce n'est pas optimale. En effet un assemblage tel que décrit ci-dessus peut permettre un passage d'air entre les fibres optiques et la pièce, cc qui conduit à une dégradation de la qualité de la signature lumineuse. [0009] Le but de l'invention est de fournir une pièce de carrosserie comprenant une signature lumineuse durable et de qualité par l'intermédiaire d'un procédé plus simple que les procédés existants. [0010] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de car- rosserie comprenant un corps principal réalisé en matière plastique au moins partiellement transparente ou translucide et au moins un faisceau de fibres optiques apte à diffuser de la lumière à travers le corps principal, 2 le procédé comprenant les étapes suivantes : [0011] on place le faisceau de fibres optiques dans un moule d'injection, et [0012] on surmoule le faisceau de fibres optiques dans le corps principal en injectant de la matière plastique à l'intérieur du moule. [0013] Ainsi on obtient une pièce de carrosserie comprenant une signature lumineuse sans avoir à effectuer d'étape de reprise de la pièce car cette dernière comprend dès son moulage les moyens permettant de réaliser la signature lumineuse. [0014] De plus, les fibres optiques sont mieux protégées et ne sont pas sujettes à des problèmes d'étanchéité pouvant dégrader la qualité de la signature lumineuse, et la diffusion de la lumière à travers la pièce de carrosserie est de meilleure qualité. Les fibres optiques peuvent en effet être placées à proximité de la face externe de la pièce visible depuis l'extérieur du véhicule. [0015] Enfin, le surmoulage permet de se passer au moins partiellement de tout traitement de surface préalable tels que ceux décrits auparavant. Il est donc possible d'utiliser un panel de fibres optiques plus important, notamment des fibres optiques moins chères que dans l'art antérieur grâce à l'absence de traitement préalable de ces dernières. [0016] Le procédé selon l'invention peut également comprendre au moins une des caracté- ristiques suivantes : [0017] on utilise un faisceau de fibres optiques n'ayant subi aucun traitement préalable de dégradation d'une surface du faisceau de fibres optiques sur au moins une partie de sa longueur ; [0018] le faisceau de fibres optiques est apte à diffuser de la lumière sur la longueur n'ayant subi aucun traitement préalable de dégradation après l'étape de surmoulage ; [0019] la matière plastique est injectée à une température comprise entre 200°C et 350°C ; [0020] la pression à l'intérieur du moule lors du surmoulage est comprise entre 250 bars et 500 bars ; [0021] le faisceau de fibres optiques est placé dans le moule dans une direction parallèle à une direction d'écoulement de la matière plastique injectée ; [0022] le procédé comprend en outre les étapes suivantes : [0023] on place dans le moule une première partie du corps principal comprenant au moins une gorge, [0024] on place le faisceau de fibres optiques dans la gorge, et [0025] on surmoule le faisceau de fibres optiques dans le corps principal en réalisant une seconde partie du corps principal par injection de matière plastique ; [0026] on surmoule le corps principal sur une autre partie de la pièce de carrosserie suite au surmoulage du faisceau de fibres optiques ; et [0027] la matière plastique injectée est choisie parmi : le polypropylène, le polyuréthane thermoplastique, un polyamide, le polyméthacrylate de méthyle, un copolyester, 3 l'acrylonitrile butadiène styrène, l'acrylonitrile styrène acrylate, le styrène-acrylonitrile, un mélange d'acrylonitrile styrène acrylate et de polycarbonate, un mélange de polycarbonate et de polytéréphtalate d'éthylène, le polycarbonate, les cyclo-oléfines copolymères ou les cyclo-oléfines polymères. Brève description des figures [0028] Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatif et à l'appui des figures annexées sur lesquelles : [fie.11 représente une portion de pièce de carrosserie selon l'invention comprenant un faisceau de fibres optiques ; [fie.21 représente un mode de réalisation d'un corps principal selon l'invention ; et [fig.3] représente un exemple d'intégration de fibres optiques selon l'invention. Description détaillée [0029] On se réfère désormais à la figure 1 illustrant une portion d'une pièce de carrosserie 2, qui pourrait par exemple être un pare-chocs ou encore un hayon, comprenant un corps principal 4 et, dans l'exemple illustré, un faisceau de fibres optiques 6 apte à diffuser de la lumière à travers le corps principal 4. A cet effet, le corps principal 4 est réalisé au moins partiellement dans une matière transpaoente ou translucide. On entend par « transparente » une matière transmettant la lumière par réfraction et au travers de laquelle des objets sont visibles avec netteté. On entend par « translucide » une matière transmettant la lumière de manière diffuse et au travers de laquelle des objets apparaissent flous. 100301 On traite dans cet exemple un faisceau de fibres optiques seul (ou mono faisceau). L'invention peut également être mise en oeuvre avec une nappe de fibres optiques, par exemple composée de fibres alignées. 100311 Une portion 8 du faisceau de fibres optiques 6 est encapsulée dans le corps principal 4. Dans les procédés selon l'art antérieur, le faisceau de fibres optiques est rapporté sur le corps principal avec les inconvénients mentionnés auparavant. Dans le procédé selon l'invention, le faisceau de fibres optiques 6 (la portion 8 sur la figure 1) est surmoulé dans le corps principal 4. Dès lors, on évite un étape de reprise de la pièce de carrosserie 2 après moulage, les fibres optiques sont mieux protégées et ne sont pas sujettes à des problèmes d'étanchéité, et la diffusion de la lumière à travers la pièce de carrosserie est de meilleure qualité. Le faisceau de fibres optiques peut par exemple être composé de fibres de verre ou encore de polyméthacrylate de méthyle. 100321 De plus, il a été observé que, de manière inattendue, le surmoulage du faisceau de fibres optiques 6 permet de se passer au moins partiellement de tout traitement de surface préalable tel qu'un de ceux décrits auparavant en obtenant un effet visuel identique. On entend par traitement de surface tout traitement, par exemple mécanique du type sablage ou encore grattage, visant à dégrader la couche externe d'un faisceau de fibres optiques afin de permettre la diffusion de lumière sur toute la périphérie du faisceau de fibres optiques, diffusion représentée par les flèches 10 sur la figure 1 (référencées seulement en partie pour des raisons de lisibilité). En d'autres termes, le moulage par injection permet de se passer d'un quelconque traitement de surface en constituant un équivalent de cc dernier, le faisceau de fibres optiques 6 étant apte à diffuser de la lumière le long de sa surface après avoir été surmoulé. Les fibres optiques non traitées sont par ailleurs compatibles avec plus de matériaux et peuvent être exposées à de plus grandes gammes de pression et de température. Il est possible de prétraiter une portion du faisceau de fibres optiques 6 avant de surmouler ce dernier, notamment une portion localisée dans une partie du moule d'injection où la pression et la température sont moins élevées lors des opérations de moulage. [0033] Cette constatation d'absence de nécessité de traitement est contraire au préjugé inhérent à ce type de procédé selon lequel un traitement préalable du faisceau de fibres optiques 6 est indispensable pour l'obtention d'une signature lumineuse de bonne facture. [0034] Enfin, le faisceau de fibres optiques 6 peut être placé à proximité de la face externe de la pièce visible depuis l'extérieur du véhicule lorsque la pièce de carrosserie 2 est montée sur un véhicule automobile. [0035] Afin de surmouler le faisceau de fibres optiques 6 dans le corps principal 4, on place ce dernier dans un moule d'injection permettant de produire le corps principal 4 puis on injecte la matière plastique dans le moule. Il s'agit, concernant le procédé de moulage par injection, d'un procédé classiquement utilisé par l'homme du métier, notamment en ce qui concerne le moule et son fonctionnement ou encore le procédé d'injection de matière plastique. On entend par « matière plastique » toute matière plastique pouvant être injectée dans un moule d'injection, notamment les matériaux thermoplastiques. [0036] La matière plastique utilisée peut par exemple être choisie parmi le polypropylène, le polyuréthane thermoplastique, un polyamide, le polyméthacrylate de méthyle, un copolyester, l'acrylonitrile butadiène styrène, l'acrylonitrile styrène acrylate, le styrène-acrylonitrile, un mélange d'acrylonitrile styrène acrylate et de polycarbonate, un mélange de polycarbonate et de polytéréphtalate d'éthylène, le polycarbonate, les cyclo-oléfines copolymères ou les cyclo-oléfines polymères. [0037] De manière général, la matière plastique choisie permet une bonne diffusion de la lumière émise par le faisceau de fibres optique 6. En effet, l'utilisation de matière plastique diffusant la lumière de manière optimale, par exemple les cyclo-oléfines copolymères (ou COC), permet de réduire le nombre d'interfaces nécessaires pour l'obtention d'un effet visuel optimal. Certaines matières plastique pourront être choisie de manière préférentielle en fonction de leur capacité à permettre l'obtention d'un corps principal 4 transparent ou translucide et de leur capacité à conserver un aspect transparent ou translucide dans le temps. [0038] Concernant les cyclo-oléfines copolymères, ils présentent l'avantage de permettre d'avoir plus de flexibilité dans le design des pièces de carrosserie réalisées et de résister aux chocs et aux rayons ultraviolets. [0039] De plus, la matière plastique translucide ou transparente peut être utilisée pour réaliser la totalité du corps principal 4 ou seulement une partie de cc dernier, par exemple en mettant en oeuvre un procédé de hi-injection. [0040] La matière thermoplastique injectée après mise en place du faisceau de fibres optiques 6 dans le moule d'injection est injectée à une température comprise entre 200°C et 300°C et à une pression comprise entre 250 bars et 400 bars. [0041] Le faisceau de fibres optiques 6 peut être placé dans une direction parallèle à une direction d'écoulement de la matière plastique dans le moule. Cela permet d'éviter un phénomène de dérive du faisceau de fibres optiques 6 lors de l'écoulement de la matière plastique et par conséquent l'obtention d'un corps principal 4 dans lequel le faisceau de fibres optiques 6 ne serait pas à l'endroit souhaité. [0042] Afin d'empêcher la dérive du faisceau de fibres optiques 6, il est également possible, par exemple en complément du placement du faisceau de fibres optique 6 dans une direction parallèle à la direction d'écoulement de la matière plastique injectée, de mettre en oeuvre les étapes de procédé illustrées sur les figures 2A à 2C. [0043] Pour cela, on place tout d'abord dans le moule une première partie 12 du corps principal 4. Cette première partie 12 peut être réalisée dans un matériau transparent, translucide ou encore opaque. Cette première partie 12 comprend une gorge 14 dans laquelle il est possible de placer le faisceau de fibres optiques 6. [0044] Une fois que le faisceau de fibres optiques 6 est placé dans la gorge 14 de la première partie 12 du corps principal 4 à l'intérieur du moule, on injecte la matière plastique, par exemple une matière thermoplastique transparente ou translucide, afin de réaliser une seconde partie 16 du corps principal 4 et de surmouler l'ensemble première partie 12 / faisceau de fibres optiques 6. [0045] Le corps principal 4, au moins partiellement réalisé dans un matériau transparent ou translucide, peut constituer l'ensemble du corps de la pièce de carrosserie 2. Il est également possible que le corps principal 4 ne soit qu'une partie du corps de la pièce de carrosserie 2. [0046] Dans ce cas, et après surmoulage du faisceau de fibres optiques 6 dans le corps principal 4, cet ensemble est utilisé pour réaliser une partie du corps de la pièce de carrosserie 2. [0047] On peut par exemple envisager que cet ensemble soit surmoulé dans une autre pièce 6 afin d'obtenir la pièce de carrosserie 2. On pourrait également envisager de rapporter cet ensemble par clipsaee, collage ou tout autre moyen classique connu de l'homme du métier. [0048] Les figures 3A à 3C illustrent ce cas de figure dans lequel l'ensemble corps principal 4 / faisceau de fibres optiques 6 est présent sur la périphérie d'une partie 18 d'une pièce de carrosserie après surmoulage ou après avoir rapporté cet ensemble sur la partie 18, l'ensemble de ces deux éléments formant la pièce de carrosserie 2 dont une portion est représentée sur les figures 3A à 3C. Le faisceau de fibres optiques 6 peut alors diffuser latéralement de la lumière dans la partie 18 depuis la périphérie de cette dernière. [0049] 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 dc modifier la forme de la gorge réalisée dans la première partie du corps principal, ou encore sa direction d'extension. Liste des références numériques [0050] 2 : pièce de carrosserie 4 : corps principal 6 : faisceau dc fibres optiques : portion du faisceau dc fibres optiques : directions des rayons lumineux 12 : première partie du corps principal 14: gorge 16 : seconde partie du corps principal 18 : partie dc la pièce de carrosserie 7