FR3038248A1 - Procede et dispositif pour la fabrication d'une piece hybride ou composite a base de materiau thermoplastique presentant une face d'aspect et une face technique - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé et dispositif pour la fabrication d'une pièce hybride. Procédé caractérisé en ce qu'il consiste à fournir un dispositif de moule (6) avec, d'une part, une matrice (8') comportant des parties (9) mobiles et, d'autre part, un poinçon pourvu de renfoncement(s) (10), les parties mobiles (9) étant destinées à participer à la définition de la configuration de l'empreinte (9'), dans une première position, et à délimiter avec les renfoncements (10) des cavités d'injection pour lesdits composants techniques, dans une seconde position, et en ce qu'il consiste, durant une première phase de cycle, à injecter les composants techniques et, durant une seconde phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule (6) comme moule de formage par compression pour assembler les différentes couches (4, 3') et conformer la pièce composite.

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne le domaine des pièces de forme surfacique à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, destinées notamment à des applications du type garniture intérieure de véhicules automobiles (tableur de bord, pavillon de plafond, revêtement intérieur de portière, ...).

Ces pièces hybrides ou composites présentent communément une face d'aspect apparente, pour laquelle l'aspect esthétique est primordial, et une face technique arrière, pour laquelle la précision et la vitesse de réalisation, la rigidité, les coûts de revient bas et/ou la possibilité de configurations complexes sont des paramètres essentiels.

Elles comprennent, de manière générale, essentiellement, d'une part, un corps de base ou substrat obtenu par thermocompression d'une feuille à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, d'autre part, une feuille de décor, rapportée sur le corps de base et définissant la face apparente et, enfin, des composants et/ou des éléments techniques rapportés sur la face arrière du corps de base,

Lesdits composants et/ou éléments techniques peuvent par exemple consister en des sites de fixation, d'accrochage, d'indexation ou de calage de la pièce sur le châssis, la porte ou analogue, des sites de réception ou de logement d'accessoires ou d'équipements techniques ou esthétiques, des structures de renforcement ou de rigidification, localement ou non, du substrat ou des interfaces analogues (nervures, ailettes, ...). Ces composants et/ou éléments peuvent se présenter sous la forme de pièces séparées et indépendantes entre elles, partiellement regroupées localement ou encore constitutives d'une structure d'un seul tenant les regroupant tous, et formant le cas échéant une couche à part entière.

La présente invention concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de moule pour la fabrication d'une pièce du type mentionné précédemment, ainsi qu'une pièce résultante obtenue par ce procédé.

Actuellement, il existe principalement deux procédés connus pour obtenir une pièce surfacique hybride ou composite désignée ci-dessus, chacun d'eux présentant des limitations majeures.

Ainsi, une première technologie connue permet de réaliser en une opération des pièces hybrides à base de fibres naturelles imprégnées de matériau thermoplastique par thermocompression, puis surmoulage par injection pour la réalisation de la face technique, ces deux opérations étant effectuées dans le même outillage. Néanmoins, comme il n'est pas possible de rajouter le décor lors de la phase de compression, compte tenu des problèmes de marquage de la surface d'aspect lors du surmoulage de la partie technique (pour la plupart des revêtements décoratifs utilisés), il est nécessaire, dans une deuxième opération consécutive, mettant en œuvre un second outillage, de rapporter le décor par gainage, thermogainage ou un procédé analogue.

Une autre technologie connue permet de réaliser en une opération et avec un seul outillage le formage d'un mat fibreux de fibres naturelles imprégnées de matériau thermoplastique avec un décor en polychlorure de vinyle, en polypropylène, en textile ou autre.

Toutefois, du fait de la pression d'injection nécessaire à leur production, il n'est pas possible d'injecter les composants et/ou éléments de la face technique sans marquer la feuille de décor. Dans ce cas, il a donc été envisagé de fabriquer lesdits composants et/ou éléments techniques séparément, dans un moule d'injection spécifique, et ensuite dans une deuxième opération, soit de les fixer par collage, soudure ou autre sur la face arrière du substrat conformé avec le décor, soit de les positionner dans le moule de thermocompression avant compression du substrat avec le décor.

Par conséquent, les deux technologies connues précitées nécessitent toutes deux au moins deux opérations ou cycles de fabrication distinct(e)s et successif(ve)s, et deux outillages ou postes opérationnels différents.

La présente invention a notamment pour but de surmonter les limitations précitées. A cet effet, elle a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce hybride ou composite du type évoqué en introduction à la présente, ledit procédé consistant à fournir un dispositif de moule avec une première partie comportant un poinçon et une seconde partie comportant une matrice, les première et seconde parties pouvant être déplacées relativement l'une par rapport à l'autre pour définir au moins des états ouvert et fermé du dispositif de moule, les formes et les topographies de la matrice et du poinçon déterminant respectivement, d'une part, la forme et l'état de surface de la face d'aspect et, d'autre part, la forme et la configuration des composants et/ou éléments de la face technique, ainsi que par coopération mutuelle la forme générale de la pièce, procédé caractérisé en ce qu'il consiste, à fournir un dispositif de moule avec, d'une part, une matrice comportant au moins une partie d’empreinte ou de topographie de surface interne qui est mobile et, d'autre part, un poinçon pourvu d'un ou de plusieurs renfoncement(s) ou creux dont les formes et les positions correspondent à celles des composants et/ou éléments techniques à injecter de la pièce, la ou les partie(s) mobile(s) étant apte(s) et destinée(s) à participer à la définition de la configuration de l'empreinte déterminant la forme et l'état de surface de la face d'aspect, dans une première position, et à obturer le(s) renfoncement(s) ou creux précité(s) pour délimiter une ou des cavité(s) d'injection pour lesdits composants et/ou éléments techniques, dans une seconde position, et en ce qu’il consiste, durant une première phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule comme moule d'injection, pour injecter les composants et/ou éléments techniques, alors que la ou les partie(s) mobile(s) sont dans leur seconde position, et, durant une seconde phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule comme moule de formage par compression, pour conformer la feuille de décor et la feuille à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, après préchauffage de cette dernière, et pour assembler les composants et/ou éléments techniques produits durant la première phase de cycle avec cette feuille préchauffée, alors que la ou les parties mobiles sont dans leur première position. L'invention concerne également un dispositif de moule pour la fabrication par mise en œuvre du procédé précité d'une pièce hybride du type visé en introduction, ainsi qu'une pièce résultante. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique simplifiée et en élévation latérale d'une installation avec un dispositif de moule selon un premier mode de réalisation de l'invention ainsi que ses équipements accessoires et les feuilles de matériaux de départ ; les figures 2A à 2H illustrent de manière schématique les différentes étapes opératoires des deux phases d'un cycle de fabrication d'une pièce hybride selon l'invention, avec un dispositif de moule tel que représenté figure 1, et, la figure 3 est une vue illustrant la réalisation des opérations des figures 2C et 2D avec une variante de réalisation du dispositif de moule selon l'invention.

Les figures 2A à 2H illustrent les opérations successives d'un cycle de fabrication d'une pièce 1 hybride avec une face apparente 2 et une face technique 2'.

Une telle pièce 1 comprend essentiellement, d'une part, un corps de base ou substrat 3 obtenu par thermocompression d'une feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, d'autre part, une feuille de décor 4, rapportée sur le corps de base 3.

Le procédé mis en œuvre consiste à fournir un dispositif de moule 6 avec une première partie 7 comportant un poinçon 7' et une seconde partie 8 comportant une matrice 8', les première et seconde parties 7 et 8 pouvant être déplacées relativement l'une par rapport à l'autre pour définir au moins des états ouvert et fermé du dispositif de moule 6, les formes et les topographies de la matrice 8' et du poinçon 7' déterminant respectivement, d'une part, la forme et l'état de surface de la face d'aspect 2 et, d'autre part, la forme et la configuration des composants et/ou éléments 5 de la face technique 2', ainsi que par coopération mutuelle la forme générale de la pièce 1.

Conformément à l'invention, le procédé consiste à fournir un dispositif de moule 6 avec, d'une part, une matrice 8' comportant au moins une partie 9 d’empreinte ou de topographie de surface interne qui est mobile et, d'autre part, un poinçon pourvu d'un ou de plusieurs renfoncement(s) ou creux 10 dont les formes et les positions correspondent à celles des composants et/ou éléments techniques 5 à injecter de la pièce 1, la ou les partie(s) mobile(s) 9 étant apte(s) et destinée(s) à participer à la définition de la configuration de l'empreinte 9' déterminant la forme et l'état de surface de la face d'aspect 2, dans une première position, et à obturer le(s) renfoncement(s) ou creux 10 précité(s) pour délimiter une ou des cavité(s) d'injection (10') pour lesdits composants et/ou éléments techniques (5), dans une seconde position.

Il consiste également, durant une première phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule 6 comme moule d'injection, pour injecter les composants et/ou éléments techniques 5, alors que la ou les partie(s) mobile(s) 9 sont dans leur seconde position, et, durant une seconde phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule 6 comme moule de formage par compression, pour conformer la feuille de décor 4 et la feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, après préchauffage de cette dernière, et pour assembler les composants et/ou éléments techniques 5 produits durant la première phase de cycle avec cette feuille 3' préchauffée, alors que la ou les parties mobiles 9 sont dans leur première position.

Grâce à l'invention, la pièce 1 est réalisée, en tant que pièce finie, en un seul cycle de fabrication avec utilisation d'un unique dispositif de moule 6 à deux parties constitutives 7 et 8. En outre, par le mode opératoire particulier de l'invention, tout risque de marquage de la face d'aspect 2 ou de la feuille de décor 4 lié à l'injection est écarté. De plus, le rythme de production est optimisé du fait de l'absence de manipulation et de transfert intermédiaire d'ébauches de pièce.

Enfin, le cycle de fabrication peut être entièrement automatisé, évitant les interventions d'opérateurs à proximité du dispositif 6 en fonctionnement courant. En particulier, la transformation du dispositif de moule 6 de moule d'injection en moule de thermoformage et vice versa s'opère par simple déplacement de parties 9 formant cales obturantes et conformatrices.

Selon une première caractéristique importante de l'invention, le déplacement de la ou des partie(s) d’empreinte(s) mobile(s) 9 de la matrice 8' entre sa ou leur première et seconde positions consiste en un mouvement de translation linéaire de ladite ou desdites parties 9 par rapport au reste de la matrice 8', entre une position rétractée et une position déployée.

Comme cela ressort par comparaison des figures 2A et 2H, d'une part, avec les figures 2B et 2G, d'autre part, il est avantageusement prévu que dans sa ou leur première position, la ou les partie(s) d’empreinte mobile(s) 9 de la matrice 8' seraient affleurante(s) et contigüe(s) avec la ou les zone(s) environnante(s) de la surface interne du reste de l’empreinte(s), et que dans sa ou leur seconde position, la ou les partie(s) mobile(s) 9 seraient saillantes par rapport à ladite ou auxdites zones environnante(s). L'affleurement des parties mobiles 9 et la continuité surfacique entre ces derniers et les zones de surface d'empreinte 9' environnantes sont tels qu'aucune discontinuité, ni marque n'est produite sur la face apparente 2 de la pièce 1 lors de la phase de thermocompression.

En accord avec un mode de réalisation préféré de l'invention, il peut être prévue de fournir une matrice 8' pourvue de partie(s) d’empreinte mobile(s) 9 montée(s) avec faculté de coulissement guidé dans des logements 9" correspondants du corps de la matrice 8’ et à réaliser le déplacement de ladite ou desdites partie(s) mobile(s) 9 par l’intermédiaire d’actionneur(s) de type électrique, hydraulique ou pneumatique, commandé(s) individuellement ou de manière groupée.

Avantageusement, les actionneurs se présentent sous la forme de vérins hydrauliques double effet, montés dans les logements 9" à l'arrière des parties d'empreintes mobiles 9 ou dans un compartiment technique 15 associé à la matrice 8', leurs tiges de commande s'étendant alors dans lesdits logements 9" en étant reliées aux parties ou cales coulissantes 9, par exemple sous forme de corps creux.

En position rétractée (ou première position), les cales 9 peuvent éventuellement prendre appui sur des butées prévues dans les logements 9", permettant ainsi une reprise des efforts de pression exercés sur lesdites cales 9 lors de la compression des couches 3' et 4 et de la conformation de la pièce 1.

En accord avec une caractéristique très avantageuse de l'invention, ressortant des figures 1, 2A, 2B et 2H, la production des composants et/ou éléments 5 est réalisée en injectant le matériau thermoplastique, par l'intermédiaire de moyens d'injection 7" associés au poinçon 7', dans des renfoncements ou des creux 10 de formes adaptées présents dans ledit poinçon 7', séparés ou au moins en partie reliés entre eux, ces renfoncements ou creux 10 étant préalablement fermés de manière étanche par des parties d'empreintes mobiles 9 de la matrice pendant ou après la fermeture du dispositif de moule 6, pour constituer une ou des cavité(s) d'injection 10' correspondantes.

Plus précisément, le procédé de fabrication peut avantageusement consister, comme l'illustrent les figures 2A et 2H et pour chaque cycle de fabrication d'une pièce 1, à fermer le dispositif de moule 6, en mettant la matrice 8' en contact avec le poinçon 7', à déplacer la ou les partie(s) mobile(s) 9 de l'empreinte 9' de la matrice 8' dans sa ou leur seconde position, de manière à obturer le ou les renfoncement(s) ou creux respectivement associé(s), puis à injecter un matériau thermoplastique pour former les composants et/ou éléments techniques 5, puis à ouvrir le dispositif de moule 6, après une durée prédéterminée de refroidissement, en laissant en place sur le poinçon 7' lesdits composants et/ou éléments techniques 5 injectés et en déplaçant la ou les partie(s) mobile(s) dans sa ou leur seconde position, à mettre ensuite en place sur le poinçon 7', de manière superposée, une feuille à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles 3' préchauffée et une feuille de décor 4, à fermer sous pression le dispositif de moule 6 pour conformer le corps de base 3, définir l'état de surface et le relief de la face apparente 2 et relier matériellement les composants et/ou éléments techniques 5 au corps de base 3, et, enfin, après refroidissement, à ouvrir le dispositif de moule 6 et à en extraire la pièce hybride ou composite 1 résultante, en tant que pièce finie.

Bien que les deux parties 7 et 8 du dispositif de moule 6 puissent être entraînées en translation pour réaliser les ouvertures (désaccouplements) et fermetures (accouplements) des moules d'injection et de formage par compression, voire la première partie 7 comportant le poinçon 7' et les moyens d'injection 7", il est préférentiellement prévu que seule la seconde partie 8 avec la matrice 8' soit mobile en translation pour des raisons de simplicité constructive et de facilité de fonctionnement. A titre d'exemple de réalisation pratique non limitative et en relation avec les figures 2A à 2H, un cycle de fabrication peut comprendre les opérations consécutives suivantes : - Figure 2A : après extraction de la pièce 1 fabriquée durant le cycle précédent, fermeture du moule et obturation des creux 10 par les cales 9 pour former les cavités 10', les éléments et/ou composants techniques 5 sont injectés. Pendant ce temps, la feuille 3' est en cours de préchauffe (qui a débuté durant le cycle précédent). - Figure 2B : ouverture du moule par dégagement de la seconde partie 8 et rétraction des cales 9, arrêt du chauffage de la feuille 3' et dépose de la feuille de décor 4 sur la feuille 3' préchauffée (les éléments et/ou composants 5 restent en place sur le poinçon 7' et refroidissent partiellement). - Figure 2C : déplacement de la bande transporteuse 11, avec les feuilles 3' et 4 superposées, au-dessus du poinçon 7'. - Figure 2D : dépose progressive des feuilles 3' et 4 sur le poinçon 7' (avec défilement de la bande transporteuse 11 et déplacement simultanément de cette dernière par rapport au poinçon 7'). - Figure 2E : fermeture du moule avec compression et formage des feuilles 3' et 4, solidarisation des éléments et/ou composants techniques 5 avec la feuille 3' et refroidissement de la pièce 1 résultante. Simultanément, mise en place d'une nouvelle feuille 3' sur la bande transporteuse 11 et début du pré-chauffage. - Figure 2F : ouverture du moule par déplacement de la seconde partie 8, démoulage de la pièce 1, prise en charge de cette dernière par des moyens de manipulations (cadre) 14. Le préchauffage de la feuille 3' continue. - Figure 2G : la pièce 1 est évacuée du moule par le cadre 14 et le préchauffage de la feuille 3' continue. - Figure 2H : identique à la figure 2A (début d'un nouveau cycle de fabrication et évacuation de la pièce 1 finie).

Les composants et/ou éléments techniques 5 ne devant pas être manipulés (extraction, déplacement, ...) après leur injection, leur temps de refroidissement minimum peut être considérablement réduit (typiquement divisé par cinq environ).

Il est même recommandable, pour que leur adhérence matière avec la feuille 3' préchauffée soit optimale, que leur refroidissement ne soit pas achevé.

Par ailleurs, les parties techniques 5 injectées étant généralement de faible taille et d'extension réduite par rapport à l'encombrement et à l'extension spatiale de la pièce spatiale 1, la force de pression nécessaire pour maintenir le moule d'injection fermé est limitée et peut être de même ordre de grandeur que la force de pression nécessaire pour réaliser le formage par compression. Le dispositif de moule 6 peut donc être dimensionné (en termes de pression) en fonction de cette dernière utilisation du dispositif de moule, ce qui aboutit à une limitation du coût de l'outillage et de la presse.

Afin d'optimiser le procédé en termes de durée d'un cycle de fabrication, certaines opérations de deux cycles immédiatement consécutifs peuvent être réalisées simultanément, de manière chevauchante dans le temps. A cet effet, le procédé peut consister, préférentiellement à partir du début de la seconde phase de cycle précédente, à placer une feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, avantageusement sous forme de mat fibreux à base de fibres thermoplastiques et de fibres naturelles intimement mélangées, sur un support mobile ou fixe 11, par exemple du type plaque ou bande transporteuse, puis à chauffer ladite feuille 3' par rayonnement, contact ou analogue, jusqu'à ramollissement, voire fusion, du matériau thermoplastique et, au début de la seconde phase de cycle courante, à déposer ladite feuille 3' chauffée sur ledit poinçon 7', lequel porte les composants et/ou éléments techniques 5 injectés durant la première phase de cycle courante, par exemple par déchargement progressif depuis le support mobile 11 et éventuel déplacement simultané de ce dernier par rapport au poinçon 7'.

En accord avec un premier mode de réalisation avantageux, ressortant notamment de la figure 3, la feuille de décor 4 peut être amenée sur ou dans la matrice 8' ou disposée avec maintien dans le dispositif de moule 6 par l'intermédiaire de moyens 12 adaptés de support amovible équipant ladite matrice 8' ou associé au dispositif de moule 6, préférentiellement par accrochage sur un cadre, l'extraction et l'évacuation de la pièce 1 résultante, étant éventuellement réalisées avec les mêmes moyens de support amovible 12, ou des moyens 14 distincts similaires.

En accord avec un second mode de réalisation avantageux, illustré aux figures 2C et 2D, la feuille de décor 4 est déposée sur la feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles après chauffage de cette dernière, les deux feuilles 4 et 3' superposées étant ensuite déposées ensemble sur le poinçon 7', par exemple par évacuation progressive depuis le support fixe ou mobile 11, avantageusement par défilement d'une bande porteuse de ce dernier. L'évacuation progressive de la feuille 3' ou des deux feuilles superposées 3' et 4 du moyeu support 11 peut également être réalisée par tirage au moyen d'une pince 13 ou analogue, en coopération avec un défilement ou non de la bande support dudit moyeu 11 (figure 3).

En fonction de la finition souhaitée pour la pièce 1, de sa fonction et/ou de sa coopération avec d'autres parties, dans son environnement d'installation et de montage, il peut être prévu, durant l'opération de formage par compression de la seconde phase de cycle, de réaliser également une opération de détourage sélectif et/ou, avant ouverture du dispositif de moule 6 pour l'extraction de la pièce 1 résultante, de réaliser au moins une découpe dans la pièce 1 après son refroidissement.

Ainsi, à titre d'exemple, le dispositif de moule 6 peut être équipé d'une lunette 16 (voir figure 3) permettant d'effectuer une découpe sélective ou un détourage lors de la fermeture et de l'accouplement des deux parties de moule 7 et 8.

Préférentiellement, la feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles consiste, avant préchauffage, en un mat fibreux composé d'un mélange de fibres thermoplastiques et de fibres naturelles entrelacées, incorporant éventuellement des fibres ou des filaments de renfort, tels que par exemple des fibres de verre, le cas échéant arrangées en treillis, ainsi que des adjuvants et/ou des additifs. L'invention porte également, comme le montrent les figures annexées, sur un dispositif de moule 6, du type installation combinée de moulage par injection et de thermocompression, pour la fabrication de pièces hybrides 1 par l'intermédiaire du procédé décrit précédemment.

Le dispositif de moule 6 comprend, d'une part, une première partie 7 avec un poinçon 7' et une seconde partie 8 avec une matrice 8', et, d'autre part, des moyens 7" d'injection de matériau thermoplastique à travers ledit poinçon 7'.

Les première et seconde parties 7 et 8 peuvent être déplacées relativement l'une par rapport à l'autre pour définir au moins des états ouvert et fermé du dispositif de moule 6, les formes et les topographies de la matrice 8' et du poinçon 7' déterminant respectivement, d'une part, la forme et l'état de surface de la face d'aspect 2 et, d'autre part, la forme et la configuration des composants et/ou éléments 5 de la face technique 2', ainsi que par coopération mutuelle la forme générale de la pièce 1.

En accord avec l'invention, la matrice 8' comporte au moins une partie d'empreinte ou de topographie de surface interne mobile, ladite ou lesdites partie(s) mobile(s) étant apte(s) et destinée(s) à participer à la définition de la configuration de l'empreinte 9' déterminant la forme et l'état de surface de la face d'aspect 2, dans une première position, et à obturer le(s) renfoncement(s) ou creux 10 précité(s) pour délimiter une ou des cavité(s) d'injection 10' pour lesdits composants et/ou éléments techniques (5), dans une seconde position.

Conformément à l'invention, le dispositif de moule 6 comprend en outre des moyens 11, 1Γ, 13 de support, de chauffage et de manipulation d'une feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres végétales, les moyens de support et de manipulation 11, 13 étant en outre aptes à déposer ladite feuille 3' chauffée sur le poinçon 7', ensemble avec la feuille de décor 4 ou non.

Selon une première variante ressortant des figures 2, le moyen support 11 de la feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles consiste en une bande transporteuse mobile, pouvant être déplacée au-dessus du poinçon 7' pendant la dépose de ladite feuille 3' chauffée, le chauffage étant réalisé par des moyens 11' de chauffage par rayonnement, par contact ou analogue, situés en-dehors et à distance des parties 7 et 8.

Selon une seconde variante ressortant de la figure 3, le moyen support 11 de la feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles consiste en un support plan mobile ou fixe pouvant éventuellement être déplacé entre une première position dans laquelle il est situé sous les moyens de chauffage 11' et une seconde position dans laquelle il est situé au-dessus du poinçon 7', audit support plan étant associé un moyen 13 de tirage de la feuille 3' préchauffée, depuis ledit support 11 jusque sur le poinçon 7'.

Ledit dispositif de moule 6 peut en outre comprendre des moyens 12, 14 de manipulation, d'une part, de la feuille de décor 4, d'autre part, de la pièce de remplissage 1' et, de la pièce 1 résultante, aptes et destinées respectivement à mettre en place la feuille de décor 4 dans la matrice 8', et à extraire la pièce 1 résultant de la matrice 8', ces opérations étant effectuées par un opérateur ou par un robot (non représenté).

Avantageusement, lesdits moyens de manipulation 12, 14 consistent en un ou plusieurs cadre(s) mobile(s) apte(s) à saisir ou supporter de manière temporaire, respectivement la feuille de décor 4, ou la pièce résultante 1, préférentiellement par accrochage latéral. Ces cadres peuvent être déplacés par un opérateur, par un dispositif mécanique motorisé ou par un robot.

Enfin, la matrice 8' peut être pourvue de moyens de détourage et/ou de découpe d'ouverture(s) dans la pièce 1 après sa compression, et le cas échéant après son refroidissement, tels que par exemple une lunette de détourage 16 et/ou un emporte-pièce (figure 3). L'invention porte également sur une pièce 1 de garniture intérieure pour véhicule automobile ou analogue, de type surfacique et de nature hybride ou composite, cette pièce présentant une face d'aspect apparente 2 et une face technique arrière 2'.

Ladite pièce 1 comprend essentiellement, d'une part, un corps de base ou substrat 3 obtenu par thermocompression d'une feuille 3' à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, d'autre part, une feuille de décor 4, rapportée sur le corps de base 3 et définissant la face apparente 2 et, enfin, des composants ou des éléments techniques 5 rapportés sur la face arrière 2' du corps de base 3.

Cette pièce 1 est caractérisée en ce qu'elle est obtenue par l'intermédiaire du procédé évoqué ci-dessus, et en mettant en œuvre un dispositif de moule 6 tel que décrit précédemment, les matériaux thermoplastiques de la feuille 3' et des composants et/ou éléments techniques 5 étant mutuellement compatibles, voire identiques.

Préférentiellement, le substrat 3 consiste en un mat fibreux thermocomprimé à base de fibres thermoplastiques et naturelles et la feuille de décor consiste avantageusement en une feuille de polychlorure de vinyle, en une feuille de polyoléfine thermoplastique ou un textile, ladite pièce 1 comportant en outre, le cas échéant, au moins une découpe et/ou un pourtour périphérique au moins partiellement détouré et intégrant, éventuellement, des fibres et/ou un treillis de renfort.

Les composants et/ou éléments techniques 5 peuvent, le cas échéant, former une structure, voire une couche d'un seul tenant s'étendant sur toute la surface de la face arrière du substrat 3. Mais pour des motifs d'économie de matière, ces composants et/ou éléments 5 constituent préférentiellement une structure fragmentée ou à tout le moins ajourée.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'une pièce (1) surfacique, de nature hybride ou composite, présentant une face d'aspect apparente (2) et une face technique arrière (2'), ladite pièce (1) comprenant essentiellement, d'une part, un corps de base ou substrat (3) obtenu par thermocompression d'une feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, d'autre part, une feuille de décor (4), rapportée sur le corps de base (3) et définissant la face apparente (2) et, enfin, des composants et/ou des éléments techniques (5) rapportés sur la face arrière (2') du corps de base (3), ledit procédé consistant à fournir préalablement un dispositif de moule (6) avec une première partie (7) comportant un poinçon (7') et une seconde partie (8) comportant une matrice (8'), les première et seconde parties (7 et 8) pouvant être déplacées relativement l'une par rapport à l'autre pour définir au moins des états ouvert et fermé du dispositif de moule (6), les formes et les topographies de la matrice (8') et du poinçon (7') déterminant respectivement, d'une part, la forme et l'état de surface de la face d'aspect (2) et, d'autre part, la forme et la configuration des composants et/ou éléments (5) de la face technique (2'), ainsi que par coopération mutuelle la forme générale de la pièce (1), procédé caractérisé en ce qu'il consiste, à fournir un dispositif de moule (6) avec, d'une part, une matrice (8') comportant au moins une partie (9) d’empreinte ou de topographie de surface interne qui est mobile et, d'autre part, un poinçon (7') pourvu d'un ou de plusieurs renfoncement(s) ou creux (10) dont les formes et les positions correspondent à celles des composants et/ou éléments techniques (5) à injecter de la pièce (1), la ou les partie(s) mobile(s) (9) étant apte(s) et destinée(s) à participer à la définition de la configuration de l'empreinte (9’) déterminant la forme et l'état de surface de la face d'aspect (2), dans une première position, et à obturer le(s) rerifoncement(s) ou creux (10) précité(s) pour délimiter une ou des cavité(s) d'injection (10') pour lesdits composants et/ou éléments techniques (5), dans une seconde position, et en ce qu’il consiste, durant une première phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule (6) comme moule d'injection, pour injecter les composants et/ou éléments techniques (5), alors que la ou les partie(s) mobile(s) (9) sont dans leur seconde position, et, durant une seconde phase de cycle, à utiliser le dispositif de moule (6) comme moule de formage par compression, pour conformer la feuille de décor (4) et la feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, après préchauffage de cette dernière, et pour assembler les composants et/ou éléments techniques (5) produits durant la première phase de cycle avec cette feuille (3') préchauffée, alors que la ou les parties mobiles (9) sont dans leur première position.
2. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement de la ou des partie(s) d’empreinte(s) mobile(s) (9) de la matrice (8') entre sa ou leur première et seconde positions consiste en un mouvement de translation linéaire de ladite ou desdites parties (9) par rapport au reste de la matrice (8'), entre une position rétractée et une position déployée.
3. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans sa ou leur première position, la ou les partie(s) d’empreinte mobile(s) (9) de la matrice (8') sont affleurante(s) et contigüe(s) avec la ou les zone(s) environnante(s) de la surface interne du reste de l’empreinte(s), et en ce que dans sa ou leur seconde position, la ou les partie(s) mobile(s) (9) sont saillantes par rapport à ladite ou auxdites zones environnante(s).
4. 4) Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu’il consiste à fournir une matrice (8') pourvue de partie(s) d’empreinte mobile(s) (9) montée(s) avec faculté de coulissement guidé dans des logements (9") correspondants du corps de la matrice (8’) et à réaliser le déplacement de ladite ou desdites partie(s) mobile(s) (9) par l’intermédiaire d’actionneur(s) de type électrique, hydraulique ou pneumatique, commandé (s) individuellement ou de manière groupée.
5. 5) Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à produire les composants et/ou éléments techniques (5) en injectant le matériau thermoplastique, par l'intermédiaire de moyens d'injection (7") associés au poinçon (7'), dans des renfoncements ou des creux (10) de formes adaptées présents sur ledit poinçon (71), séparés ou au moins en partie reliés entre eux, ces renfoncements ou creux (10) étant préalablement obturés de manière étanche par des parties d’empreinte mobile (9) de la matrice (8') pendant ou après la fermeture du dispositif de moule (6), pour constituer une ou des cavité(s) d'injection (10') correspondantes.
6. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste, pour chaque cycle de fabrication d'une pièce (1), à fermer le dispositif de moule (6), en mettant la matrice (8') en contact avec le poinçon (T), à déplacer la ou les partie(s) mobile(s) (9) de l'empreinte (9') de la matrice (8') dans sa ou leur seconde position, de manière à obturer le ou les renfoncement(s) oü creux respectivement associé(s), puis à injecter un matériau thermoplastique pour former les composants et/ou éléments techniques (5), puis à ouvrir le dispositif de moule (6), après une durée prédéterminée de refroidissement, en laissant en place sur le poinçon (T) lesdits composants et/ou éléments techniques (5) injectés et en déplaçant la ou les partie(s) mobile(s) (9) dans sa ou leur première position, à mettre ensuite en place sur le poinçon (T), de manière superposée, une feuille à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles (3') préchauffée et une feuille de décor (4), à fermer sous pression le dispositif de moule (6) pour conformer le corps de base (3), définir l'état de surface et le relief de la face apparente (2) et relier matériellement les composants et/ou éléments techniques (5) au corps de base (3), et, enfin, après refroidissement, à ouvrir le dispositif de moule (6) et à en extraire la pièce hybride ou composite (1) résultante, en tant que pièce finie.
7. 7) Procédé selon l'une des quelconques revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il consiste, préférentiellement à partir du début de la seconde phase de cycle précédente, à placer une feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, avantageusement sous forme de mat fibreux à base de fibres thermoplastiques et de fibres naturelles intimement mélangées, sur un support mobile ou fixe (11), par exemple du type plaque ou bande transporteuse, puis à chauffer ladite feuille (3') par rayonnement, contact ou analogue, jusqu'à ramollissement, voire fusion, du matériau thermoplastique et, au début dë la seconde phase de cycle courante, à déposer ladite feuille (3') chauffée sur ledit poinçon (7'), lequel porte les composants et/ou éléments techniques (5) injectés durant la première phase de cycle courante, par exemple par déchargement progressif depuis le support mobile (11) et éventuel déplacement simultané de ce dernier par rapport au poinçon (7').
8. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la feuille de décor (4) est amenée sur ou dans la matrice (8') ou disposée avec maintien dans le dispositif de moule (6) par l'intermédiaire de moyens (12) adaptés de support amovible équipant ladite matrice (8') ou associé au dispositif de moule (6), préférentiellement par accrochage sur un cadre, l'extraction et l'évacuation de la pièce (1) résultante, étant éventuellement réalisées avec les mêmes moyens de support amovible (12), ou des moyens distincts similaires (14),
9. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ee que la feuille de décor (4) est déposée sur la feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles après chauffage de cette dernière, les deux feuilles (4 et 3') superposées étant ensuite déposées ensemble sur le poinçon (7'), par exemple par évacuation progressive depuis le support fixe ou mobile (11), avantageusement par défilement d'une bande porteuse de ce dernier ou par tirage au moyen d'une pince (13) ou analogue.
10. 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste, durant l'opération de formage par compression de la seconde phase de cycle, à réaliser également une opération de détourage sélectif et/ou, avant ouverture du dispositif de moule (6) pour l'extraction de la pièce (1) résultante, à réaliser au moins une découpe dans la pièce (1) après son refroidissement.
11. 11) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la ou les parties mobile(s) d'empreinte de la matrice (8') et le ou les creux ou renfoncements(s) (10) du poinçon (7') sont pourvus, sur leurs périphéries, de moyens complémentaires formant par coopération mutuelle une étanchéité.
12. 12) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles consiste, avant préchauffage, en un mat fibreux composé d'un mélange de fibres thermoplastiques et de fibres naturelles entrelacées, incorporant éventuellement des fibres ou des filaments de renfort, tels que par exemple des fibres de verre, le cas échéant arrangées en treillis, ainsi que des adjuvants et/ou des additifs.
13. 13) Dispositif de moule pour la fabrication par l'intermédiaire du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, d'une pièce surfacique hybride ou composite (1) présentant une face d'aspect apparente (2) et une face technique arrière (2'), ladite pièce (1) comprenant essentiellement, d'une part, un corps de base ou substrat (3) obtenu par thermocompression d'une feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, d'-autre part, une feuille de décor (4), rapportée sur le corps de base (3) et définissant la face apparente (2) et, enfin, des composants et/ou des éléments techniques (5) rapportés sur la face arrière (2') du corps de base (3), ledit dispositif de moule (6) comprenant, d'une part, une première partie (7) avec un poinçon (7') et une seconde partie (8) avec une matrice (8'), et, d'autre part, des moyens (9) d'injection de matériau thermoplastique à travers ledit poinçon (7'), les première et seconde parties (7 et 8) pouvant être déplacées relativement l'une par rapport à l'autre pour définir au moins des états ouvert et fermé du dispositif de moule (6), les formes et les topographies de la matrice (8') et du poinçon (7') déterminant respectivement, d'une part, la forme et l'état de surface de la face d'aspect (2) et, d'autre part, la forme et la configuration des composants et/ou éléments (5) de la face technique (2'), ainsi que par coopération mutuelle la forme générale de la pièce (1), dispositif de moule (6) caractérisé en ce que la matrice (8') comporte au moins une partie d'empreinte ou de topographie de surface interne mobile, ladite ou lesdites partie(s) mobile(s) étant apte(s) et destinée(s) à participer à la définition de la configuration de l'empreinte (9') déterminant la forme et l'état de surface de la face d'aspect (2), dans une première position, et à obturer un(des) renfoncement(s) ou creux (10) du poinçon (7') pour délimiter une ou des cavité(s) d'injection (10') pour lesdits composants et/ou éléments techniques (5) dans une seconde position, et, en ce qu'il comprend des moyens (11, 1Γ, 13) de support, de chauffage et de manipulation d'une feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres végétales, les moyens de support et de manipulation (11, 13) étant en outre aptes à déposer ladite feuille (3') préchauffée sur le poinçon (7'), ensemble avec la feuille de décor (4) ou non.
14. 14) Dispositif de moule selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen support (11) de la feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles consiste en une bande transporteuse mobile, pouvant être déplacée au-dessus du poinçon (7') pendant la dépose de ladite feuille (3') chauffée, le chauffage étant réalisé par des moyens (1Γ) de chauffage par rayonnement, par contact ou analogue, situés en-dehors et à distance des deux parties (7 et 8).
15. 15) Dispositif de moule selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen support (11) de la feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles consiste en un support plan mobile ou fixe pouvant éventuellement être déplacé entre une première position dans laquelle il est situé sous les moyens de chauffage (1Γ) et une seconde position dans laquelle il est situé au-dessus du poinçon (7'), audit support plan étant associé un moyen (13) de tirage de la feuille (3') préchauffée, depuis ledit support (11) jusque sur le poinçon (T)-
16. 16) Dispositif de moule selon l'ime quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (12, 14) de manipulation, d'une part, de la feuille de décor (4) et, d'autre part, de la pièce (1) résultante, aptes et destinés respectivement à mettre en place la feuille de décor (4) dans la matrice (8') et à extraire la pièce (1) composite résultant de la matrice (8'), ces opérations étant effectuées par un opérateur ou par un robot.
17. 17) Dispositif de moule selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de manipulation (12, 14) consistent en un ou plusieurs cadre(s) mobile(s) apte(s) à saisir ou supporter de manière temporaire, respectivement la feuille de décor (4) ou la pièce résultante (1), préférentiellement par accrochage latéral.
18. 18) Dispositif de moule selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que la matrice (8') est pourvue de moyens de détourage et/ou de découpe d'ouverture(s) dans la pièce (1) après sa compression, et le cas échéant après son refroidissement, tels que par exemple une lunette de détourage et/ou un emporte-pièce.
19. 19) Pièce de garniture intérieure pour véhicule automobile ou analogue, de type surfacique et de nature hybride ou composite, cette pièce comprenant une face d'aspect apparente (2) et une face technique arrière (2'), ladite pièce (1) comprenant essentiellement, d'une part, un corps de base ou substrat (3) obtenu par thermocompression d'une feuille (3') à base de matériau thermoplastique et de fibres naturelles, d'autre part, une feuille de décor (4), rapportée sur le corps de base (3) et définissant la face apparente (2) et, enfin, des composants ou des éléments techniques (5) rapportés sur la face arrière (2') du corps de base (3), pièce (1) caractérisée en ce qu'elle est obtenue par l'intermédiaire du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, et en mettant en œuvre un dispositif de moule (6) selon l'une quelconque des revendications 13 à 18, les matériaux thermoplastiques de la feuille (3') et des composants et/ou éléments techniques (5) étant mutuellement compatibles, voire identiques.
20. 20) Pièce sëlon la revendication 19, caractérisée en ce que le substrat (3) consiste en un mat fibreux thermocomprimé à base de fibres thermoplastiques et naturelles et en ce que la feuille de décor consiste en une feuille de polychlorure de vinyle, en une feuille de polyoléfine thermoplastique ou un textile, ladite pièce (1) comportant en outre, le cas échéant, au moins une découpe et/ou un pourtour périphérique au moins partiellement détouré et intégrant, éventuellement, des fibres et/ou un treillis de renfort.