Brevet FR3122343A1 — publié le 20221104

Procédé de formation de rainures à la surface d’une pièce et système associé Procédé de formation de rainures (10) longilignes sur une surface (12) d’une pièce (14), notamment d’une pièce de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - l’application, sur au moins une partie de la surface (12) de la pièce (14), d’une couche de revêtement (16), et - le séchage de la couche de revêtement (16) par soufflage d’au moins un jet d’air (20) à la surface de la couche de revêtement (16) selon une direction de soufflage (X), chaque jet d’air (20) étant en mouvement le long de la surface (12) selon une direction de mouvement (Y) de manière à former une rainure (10) respective dans la couche de revêtement (16). Figure pour l'abrégé : Figure 1 Procédé de formation de rainures à la surface d’une pièce et système associé La présente invention concerne un procédé de formation de rainures longilignes sur une surface d’une pièce, notamment d’une pièce de véhicule. L’invention concerne également un système pour la formation de rainures longilignes sur une surface d’une pièce, utilisable notamment pour la mise en œuvre du procédé de l’invention. Il est connu de former des rainures rectilignes à la surface d’une pièce destinée à être immergée dans un fluide en mouvement, afin de diminuer les frottements du fluide à la surface de la pièce. Ces rainures présentent habituellement une épaisseur microscopique et s’étendent parallèlement au sens de l’écoulement du fluide afin de diminuer la traînée induite et ainsi d'améliorer les performances aérodynamiques de la pièce. De telles rainures sont également appelées « riblets ». Chaque rainure présente généralement une section transversale de forme trapézoïdale, de forme en créneau, ou de forme triangulaire. Une telle forme présente généralement une hauteur h, de l'ordre de 30 µm à 100 µm et une largeur s de 30 µm à 100 µm. On connaît de l'état de la technique plusieurs procédés permettant de former des rainures sur une surface d'une pièce. Il est par exemple connu de former des rainures à la surface d’une pièce recouverte d’une couche de revêtement par gravure LASER de ladite couche de revêtement, après séchage. Il est également connu de former de telles rainures au cours de la formation de la couche de revêtement en contrôlant localement l’épaisseur du matériau de revêtement déposé. Il est ainsi possible de former des sillions longilignes d’épaisseur réduite qui, après séchage, formeront des rainures à la surface de la pièce. Ces rainures peuvent encore être réalisées par dépôt homogène d’une couche de revêtement à la surface de la pièce, immédiatement suivi d’une étape de structuration de la couche de revêtement au moyen d’un élément de structuration comme par exemple un tampon. L’invention a pour but de proposer un procédé alternatif de formations de rainures longilignes sur une surface d’une pièce, notamment d’une pièce de véhicule. A cet effet, l’invention propose un procédé de formations de rainures longilignes sur une surface d’une pièce, notamment d’une pièce de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - l’application, sur au moins une partie de la surface de la pièce, d’une couche de revêtement, et - le séchage de la couche de revêtement par soufflage d’au moins un jet d’air à la surface de la couche de revêtement selon une direction de soufflage, chaque jet d’air étant en mouvement le long de la surface selon une direction de mouvement de manière à former une rainure respective dans la couche de revêtement. Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé selon l’invention comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable : - le séchage comporte le soufflage d’une pluralité de jets d’air, se déplaçant tous sensiblement dans la direction de mouvement, de manière à former une pluralité de rainures sensiblement parallèles dans la couche de revêtement ; - la couche de revêtement est une couche de peinture ; - la direction de soufflage est sensiblement perpendiculaire à la surface de la pièce ; - chaque rainure présente une profondeur de 20 µm à 100 µm, de préférence de 30 à 60 µm, et/ou une largeur de 20 µm à 100 µm, de préférence de 30 µm à 60 µm ; - la couche de revêtement présente une épaisseur maximale de 200 µm à 350 µm, de préférence de 200 µm à 250 µm ; - la pression du jet d’air est de 1 bar à 5 bars, de préférence de 1 bar à 2 bars ; - chaque rainure présente une section transversale de forme sensiblement triangulaire, trapézoïdale, ou en créneau. L’invention concerne également un système pour la formation de rainures longilignes à la surface d’une pièce, le système comprenant : - un dispositif pour application d’une couche de revêtement à surface de la pièce, et - un dispositif de séchage de la couche de revêtement, comprenant au moins une buse de soufflage d’un jet d’air selon une direction de soufflage, la buse étant mobile selon une direction de déplacement, de sorte que chaque jet d’air puisse être déplacé le long de la surface de la pièce selon la direction de déplacement de manière à former une rainure dans la couche de revêtement. Suivant un mode particulier de réalisation, dans le système selon l’invention, le dispositif de séchage comporte une pluralité de buses, toutes montées mobiles sensiblement parallèlement les unes par rapport aux autres. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins parmi lesquels : La est une vue en coupe d’une pièce à la surface de laquelle des rainures longilignes sont formées par la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention. En référence à la , l’invention concerne tout d’abord un procédé de formations de rainures 10 longilignes sur une surface 12 d’une pièce 14. La pièce 14 est par exemple une pièce de véhicule, notamment d’un véhicule ferroviaire, d’un véhicule automobile, d’un véhicule aéronautique ou encore d’un véhicule de transports de marchandises et/ou de personnes. Dans l’exemple décrit, la pièce 14 est une pièce d’un véhicule ferroviaire. Le procédé selon l’invention est particulièrement adapté pour la formation de rainures 10 sur des pièces 14 présentant une surface 12 continue. Dans le contexte d’un véhicule ferroviaire, le procédé de l’invention est particulièrement adapté pour former des rainures 10 sur une surface d’un élément de carrosserie extérieure, notamment sur une surface d’un élément de toiture, d’un élément de sous caisse ou encore d’une paroi latérale. Le procédé selon l’invention comprend tout d’abord une étape d’application, sur au moins une partie de la surface 12 de la pièce 14, d’une couche de revêtement 16. La couche de revêtement 16 peut consister en tout matériau connu de l’homme du métier destiné à être appliquée à la surface de la pièce 12. La couche de revêtement 16 peut par exemple être formée d’une couche d’apprêt, une couche imperméabilisante, une couche de peinture ou encore une couche de matériau destiné à protéger la pièce 14, notamment contre la corrosion. Par exemple, la couche de revêtement 16 est formée d’une couche de peinture. Au cours de cette première étape d’application, la couche de revêtement 16 est appliquée de manière uniforme sur la surface 12 de la pièce 14. En particulier, l’épaisseur de la couche de revêtement 16 est sensiblement constante. Par « sensiblement constante », on entend au sens de l’invention que l’épaisseur de la couche de revêtement 16 est sensiblement égale en tout point de la pièce 14. Typiquement, avant la mise en œuvre de l’étape de séchage, l’épaisseur de la couche de revêtement 16 est de 150 µm à 300 µm, de préférence de 150 µm à 200 µm. La couche de revêtement 16 peut être déposée à la surface de la pièce 14 selon tout procédé connu de l’homme du métier. Elle peut par exemple être déposée par pulvérisation ou encore par trempage (« dip coating » en anglais). La couche de revêtement 16 est de préférence appliquée par pulvérisation. Le procédé de l’invention comprend en outre, suite à l’application de la couche de revêtement 16, une étape de séchage de ladite couche de revêtement 16 par soufflage d’au moins un jet d’air 20 à la surface de la couche de revêtement 16 selon une direction de soufflage X. Le soufflage du ou des jets d’air 20 est de préférence réalisé au moyen d’une ou de plusieurs buses. De préférence, la direction de soufflage X est sensiblement perpendiculaire à la surface 12 de la pièce 14. De préférence, l’étape de séchage est réalisée immédiatement après l’application de la couche de revêtement 16 sur la surface 12 de la pièce 14, de sorte qu’au moment où l’étape de séchage est initiée, la couche de revêtement 16 n’ait pas eu le temps de sécher totalement. On parle dans ce cas de couche de revêtement 16 fraiche, c’est-à-dire que le ou les solvants présents initialement dans la couche de revêtement 16 n’ont pas encore été totalement évaporés. La couche de revêtement 16 fraiche est encore malléable et/ou déformable. Le soufflage du jet d’air 20 à la surface de la couche de revêtement 16 fraiche provoque de manière simultanée (i) le séchage de la couche de revêtement 16 par évaporation du ou des solvants présents dans la couche de revêtement 16, et (ii) une déformation locale de la couche de revêtement 16 sous l’effet de la pression du jet d’air 20. Plus particulièrement, l’impact du jet d’air 20 avec la couche de revêtement 16 provoque un déplacement local de la matière constituant la couche de revêtement 16 de la zone d’impact vers sa périphérie. Le soufflage du jet d’air 20 conduit ainsi à un amincissement local de la couche de revêtement 16 au niveau de la zone d’impact du jet d’air 20. Le soufflage du jet d’air 20 conduit également à un épaississement local la couche de revêtement 16 au niveau des zones périphériques de la zone d’impact du jet d’air 20. Le jet d’air 20 peut-être constitué de tout gaz non susceptible de réagir avec la couche de revêtement 16. Il peut par exemple être constitué d’un gaz inerte, notamment choisi parmi le diazote N 2 , l’hélium He, l’argon Ar, le dihydrogène H 2 et l’un quelconque de leurs mélanges. Il peut également être constitué d’air ambiant, sous la forme d’un mélange de plusieurs gaz majoritairement constitué de diazote N 2 et de dioxygène O 2 . La pression du jet d’air 20 est typiquement de 1 bar à 5 bars, par exemple de 1 bar à 2 bars. La valeur précise de la pression du jet d’air 20 dépend de la nature de la couche de revêtement 16, et notamment de ses propriétés mécaniques et plus particulièrement de sa viscosité avant séchage. La détermination d’une valeur précise de pression fait partie des connaissances de l’homme du métier. Chaque jet d’air 20 est en mouvement le long de la surface de revêtement 16 selon une direction de mouvement Y de manière à former une rainure 10 respective dans la couche de revêtement 16. Lorsque la pièce 14 est une pièce de véhicule, la direction de mouvement Y est typiquement parallèle au sens de la marche du véhicule. Selon un mode de réalisation préféré, le séchage de la couche de revêtement 16 est réalisé par soufflage d’une pluralité de jets d’airs 20, se déplaçant tous sensiblement dans la direction de mouvement Y, de manière à former une pluralité de rainures 10 sensiblement parallèles dans la couche de revêtement 16. Le procédé selon l’invention permet ainsi la formation à la surface 12 d’une pièce 14 d’une pluralité de rainures 10 longilignes sensiblement parallèles. Lorsque la pièce 14 est une pièce de véhicule, les rainures 10 longilignes constituent typiquement des riblets. Les rainures 10 longilignes permettent alors de réduire la trainée induite et ainsi d'améliorer les performances aérodynamiques du véhicule. Chaque rainure 10 présente une section transversale de forme sensiblement triangulaire, trapézoïdale, ou en créneau. Par exemple, chaque rainure 10 présente une section transversale triangulaire. Chaque rainure 10 présente typiquement une profondeur de 20 µm à 100 µm, de préférence de 30 µm à 60 µm. La profondeur est mesurée selon une direction parallèle à la direction de soufflage X. La largeur de chaque rainure 10 est typiquement de 20 µm à 100 µm, de préférence de 30 µm à 60 µm. A la fin de l’étape de séchage, la couche de revêtement 16 présente typiquement une épaisseur maximale de 200 µm à 350 µm, de préférence de 200 µm à 250 µm. L’invention a également pour objet un système pour la formation de rainures 10 longilignes sur une surface 12 d’une pièce 14, notamment d’une pièce de véhicule. Le système selon l’invention est particulièrement utile pour la mise en œuvre du procédé de formation de rainures 10 longilignes de l’invention décrit ci-dessus. Ainsi, les modes de réalisations et les caractéristiques techniques décrites ci-dessus dans le contexte du procédé de l’invention s’appliquent également au système selon l’invention décrit ci-après. Le système selon l’invention comprend au moins un dispositif pour l’application d’une couche de revêtement 16 sur une surface 12 d’une pièce 14. Le dispositif pour l’application de la couche de revêtement 16 comprend typiquement une pluralité de buses de pulvérisation alimentée avec une composition précurseur de la couche de revêtement 16. Le dispositif pour l’application de la couche de revêtement 16 peut par exemple consister en une pluralité de buses de pulvérisation, un réservoir destiné à recevoir la composition précurseur de la couche de revêtement 16 et un système permettant d’amener la composition précurseur du réservoir vers la pluralité de buses de pulvérisation, typiquement une pompe. Le système selon l’invention comprend également au moins un dispositif de séchage de la couche de revêtement 16, ledit dispositif de séchage comprenant au moins une buse de soufflage 22 d’un jet d’air 20 selon une direction de soufflage X. De préférence, le dispositif de séchage comporte une pluralité de buses de soufflage 22. De préférence, chaque buse de soufflage 22 est mobile le long d’un rail s’étendant dans une direction de déplacement Y, de sorte que chaque jet d’air 20 puisse être déplacé le long de la surface 12 de la pièce 14 selon une direction Y. Les buses de soufflage 22 sont par exemple portées par un support commun mobile le long du rail. Le déplacement de chaque buse de soufflage 22 permet la formation respective d’une rainure 10 longiligne dans la couche de revêtement 16 et s’étendant selon la direction de déplacement Y. L’ensemble des rainures 10 formées par chaque buse de soufflage 22 sont ainsi sensiblement parallèles les unes par rapport aux autres et s’étendent selon la direction Y. Le procédé et le système selon l’invention permettent ainsi la formation de rainures 10 longilignes à la surface 12 d’une pièce 14. Ils sont particulièrement utiles pour former des rainures 10 à la surface d’une pièce de véhicule, notamment d’un véhicule ferroviaire. Les rainures 10 ainsi obtenues permettent alors de réduire la trainée induite et ainsi d'améliorer les performances aérodynamiques du véhicule. Procédé de formation de rainures (10) longilignes sur une surface (12) d’une pièce (14), notamment d’une pièce de véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - l’application, sur au moins une partie de la surface (12) de la pièce (14), d’une couche de revêtement (16), et - le séchage de la couche de revêtement (16) par soufflage d’au moins un jet d’air (20) à la surface de la couche de revêtement (16) selon une direction de soufflage (X), chaque jet d’air (20) étant en mouvement le long de la surface (12) selon une direction de mouvement (Y) de manière à former une rainure (10) respective dans la couche de revêtement (16). Procédé selon la revendication 1, dans lequel le séchage comporte le soufflage d’une pluralité de jets d’air (20), se déplaçant tous sensiblement dans la direction de mouvement (Y), de manière à former une pluralité de rainures (10) sensiblement parallèles dans la couche de revêtement (16). Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la couche de revêtement (16) est une couche de peinture. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la direction de soufflage (X) est sensiblement perpendiculaire à la surface (12) de la pièce (14). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le soufflage est réalisé de manière à ce que chaque rainure (10) formée présente une profondeur de 20 µm à 100 µm, de préférence de 30 à 60 µm, et/ou une largeur de 20 µm à 100 µm, de préférence de 30 µm à 60 µm. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’application de la couche de revêtement (16) est réalisée de sorte que, après séchage, cette couche de revêtement présente une épaisseur maximale de 200 µm à 350 µm, de préférence de 200 µm à 250 µm. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression du jet d’air (20) est de 1 bar à 5 bars, de préférence de 1 bar à 2 bars. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le soufflage est réalisé de manière à ce que chaque rainure (10) formée présente une section transversale de forme sensiblement triangulaire, trapézoïdale, ou en créneau. Système pour la formation de rainures (10) longilignes sur une surface (12) d’une pièce (14), le système comprenant : un dispositif pour application d’une couche de revêtement (16) à surface (12) de la pièce (14), et un dispositif de séchage de la couche de revêtement (16), comprenant au moins une buse de soufflage (22) d’un jet d’air (20) selon une direction de soufflage (X), la buse (22) étant mobile selon une direction de déplacement (Y), de sorte que chaque jet d’air (20) puisse être déplacé le long de la surface (12) de la pièce (14) selon la direction de déplacement (Y) de manière à former une rainure (10) dans la couche de revêtement (16). Système de formation de rainures selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de séchage comporte une pluralité de buses (22), toutes montées mobiles sensiblement parallèlement les unes par rapport aux autres.