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WO2007033965A2 - Piece de vehicule automobile comprenant une ame alveolaire et une peau - Google Patents

Piece de vehicule automobile comprenant une ame alveolaire et une peau Download PDF

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WO2007033965A2
WO2007033965A2 PCT/EP2006/066512 EP2006066512W WO2007033965A2 WO 2007033965 A2 WO2007033965 A2 WO 2007033965A2 EP 2006066512 W EP2006066512 W EP 2006066512W WO 2007033965 A2 WO2007033965 A2 WO 2007033965A2
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skin
foam
core
layer
thermoplastic material
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PCT/EP2006/066512
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Etienne Yvernault
Original Assignee
Cadence Innovation
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Publication date
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    • E04C2/365—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by transversely-placed strip material, e.g. honeycomb panels by honeycomb structures
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    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/08—Cars

Definitions

  • Motor vehicle part comprising an alveolar core and a skin
  • the invention relates to parts especially for vehicles such as motor vehicles
  • EP-0 794 051 is known in the name of the Applicant from composite parts formed of thermo-compressed sandwich material.
  • the stack comprises a honeycomb core and two skins arranged on either side of the ream Can add an appearance coating
  • Such parts have the disadvantage of risk of lack of tightness Indeed they are woven or not, His skin may have porosities that! This problem occurs especially in areas with a small radius of curvature resulting for example from a molding operation or stamping operation. Indeed, such operations stretch the skins, thus removing their fibers or tearing their material It has been attempted to remedy this problem by tarring the parts mainly at the most exposed places
  • tarring is an additional operation in the manufacture of parts
  • the tar applied is heavy, relatively expensive and the application operation is difficult to drive. It is therefore an expensive and potentially inefficient solution.
  • An object of the invention is to improve the tightness of sandwich structure parts by means of a simple operation effective and inexpensive to drive
  • a particular piece for vehicle comprising
  • an alveolar core comprising a thermoplastic material
  • At least one skin comprising a thermoplast material, the part comprising, in addition, at least one layer of closed-cell thermoplastic foam, interposed between the core and the skin;
  • the closed-cell foam layer limits water absorption and ensures sealing of the workpiece. If necessary, the foam clogs any pores or micro-openings in the skin of the sandwich and in fact Thus, moreover, surprisingly, the foam makes it possible to solve the sealing problem without degrading the rigidity properties of the sandwich.
  • the foam can be put into place in a stack before the oven is placed in the oven. its molding The temperature of the oven can easily be adjusted to heat the layers of the sandwich including the foam homogeneously without degrading any of its layers and while ensuring the connection between them
  • EP 0628406 and WO92 / 12855 disclose parts formed by stacks. However, none of these two documents teach to provide a sealing function using a closed cell foam layer. According to EP 0628406 the foam layer aims to partially fill a honeycomb core and according to WO92 / 12855 the cell layer is open cell and permeable
  • the core has a honeycomb structure, the skin being a first skin, the part comprises a second skin covering one face of the soul opposite to the first skin,
  • the foam layer being a first layer of foam
  • the part comprises a second layer of foam interposed between the core and the second skin
  • the piece comprises a coating covering one face of the skin or one of the skins opposite the soul.
  • a method for manufacturing a part in particular for a vehicle in which a stack comprising a cellular core comprising a thermoplastic material is constituted,
  • thermoplaetic material at least one skin comprising a thermoplaetic material
  • the method of the invention may also have at least one of the following features •
  • the foam is placed in the form of a sheet
  • the stack comprising the foam layer is heated
  • FIG. 2 is a sectional view of the part of FIG. 1, and FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the structure of the part in an exploded manner.
  • FIGS. 1 to 3 A preferred embodiment of a part according to the invention has been illustrated in FIGS. 1 to 3
  • Part 2 comprises in this case a core 4, two skins 6, 8, a layer of foam 10 and a coating 12
  • the core 4 is formed in the present example by a honeycomb structure of round or hexagonal open cell abilites, which are visible in perspective in FIG. 1.
  • the core 4 consists of a thermoplastic material, preferably polypropylene.
  • foam layer 4 covers one of the main faces 14, 16 of the core 4 and in this case its underside 14
  • the foam is made of thermoplastic material and preferably in the same material as the core 4, namely polypropylene It is for example the material marketed under the name XPP by the company FAGERDALA WORLD FOAMS
  • the skins 6 and 8 are formed of thermoplastic material, preferably reinforced with glass fibers.
  • the plastic material is again polypropylene in the present example.
  • the skin ⁇ covers the upper face 16 of the core 4 while the skin 8 covers the underside of the foam layer 10
  • the lower skin 8 is a skin ex dull forming the underside of (a piece
  • the coating 12 is in the form of carpet, but it may be more generally a woven or non-woven coating, synthetic or not This coating constitutes the upper face of the piece
  • the coating 12 covers the upper face of the skin 6
  • the different layers 12, 6, 4, 10 and 8 succeed each other from top to bottom in this order in the room, each layer being in contact surface with the two adjacent layers
  • the foam in particular is therefore directly in contact with a face of the core 4 and a face of the lower skin 8
  • each of the skins 6, 8 has a thickness of 0.7 mm
  • the foam film has a thickness of 2.2 mm
  • the core 4 has a thickness between 5 and 30 mm. It may be noted that in the present invention I
  • the part 2 is made as follows in the context of this embodiment of the method of the invention
  • the foam 10 may be an extruded or expanded foam
  • This stack is then placed in an oven in order to heat it to a suitable temperature depending on the nature of the material or materials used in the layers of the stack.
  • the heated stack is placed in a forming mold where it will be compressed and shaped.
  • This operation allows the different layers of the stack to be bonded together by welding and furthermore gives the part its general shape, often not Indeed, without the need to provide a layer of adhesive / f, the foam layer 10 is welded under the effect of the pressure and temperature to the core 4 in nest d ! bees and skins 6, 8 (preferably polypropylene)
  • the foam 10 presented here has a sufficient thermal resistance not to degrade during the heating operation It is welded to the core 4 in honeycombs and to the skin 8 contiguous with a peel force sufficient to not degrade the performance of the sandwich This foam also has sufficient elongation not to tear during the forming of the piece
  • the species according to the invention may constitute, for example, a vehicle boot floor or a rear shelf.
  • thermoplastic material presented above may be replaced by any other thermoplastic material, whether or not loaded with glass fibers. It will be, for example, polyamide or polyethylene. The skin 6 and / or the coating may be removed. 12
  • An additional foam layer 18, shown in FIG. 3 in dotted lines, could be provided interposed between the skin 6 and the face 16 of the core 4.
  • the density of the exfruded expanded polypropylene closed cell foam layer has a density greater than 45 kg / m 3 preferably of the order of 55 kg / m 3. (for a typical thickness of the order of 2.2mm)

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

La pièce (2), notamment pour véhicule, comprenant : - une âme alvéolaire (4) comprenant un matériau thermoplastique ; et - au moins une peau (8) comprenant un matériau thermoplastique, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une couche de mousse (10) en matériau thermopiastique à cellules fermées, interposée entre l'âme et la peau.

Description

Pièce de véhicule automobile comprenant une âme alvéolaire et une peau
L'invention concerne les pièces notamment pour véhicules tels que les véhicules automobiles
On connaît par exemple du document EP-O 794 051 au nom de la demanderesse des pièces composites formées en matériau sandwich thermo-compressé Dans une telle pièce, l'empilement comprend une âme alvéolaire et deux peaux disposées de part et d'autre de rame Peut s'y ajouter un revêtement d'aspect
De telles pièces ont pour inconvénient de risquer de manquer d'étanchéité En effet qu'elles soient tissées ou non, Ses peaux peuvent présenter des porosités qu! laissent passer l'eau au travers du sandwich une fois formé Ce problème se présente notamment dans !es zones a faible rayon de courbure résultant par exemple d'une opération de moulage ou d'emboutissage En effet de telles opérations étirent les peaux, écartant ainsi leurs fibres ou déchirant leur matπce On a tenté de remédier à ce problème en procédant au goudronnage des pièces principalement aux endroits les plus exposés Toutefois, le goudronnage constitue une opération supplémentaire dans la fabrication des pièces De plus, le goudron appliqué est lourd, relativement onéreux et l'opération d'application est délicate à conduire II s'agit donc d'une solution chère et pouvant manquer d efficacité
On a également proposé d'ajouter a ! empilement un film en matière plastique dense et ce préalablement a la compression de I empilement Toutefois un tel film pose des probiemes de mise en œuvre
En effet si on le met en place dans l'empilement entre la peau et l'âme avant le passage au four, i! constitue une barrière thermique qui empêche fa fusion a i interface entre I âme et la peau si le chauffage est insuffisant, ce qui nuit à la cohésion du sandwich Si i on chauffe davantage, le film se trouve détruit Si on positionne le film dans l'empilement à I extérieur du sandwich sur l'une des peaux avant (e passage au four, (e film est également détruit si le chauffage est trop fort tandis qu'il est difficile d'obtenir une bonne cohésion entre le fiim et la peau si le chauffage est moins fort A l'inveise, si on installe le film après le passage au four de l'empilement et préalablement a la compression du sandwich, cette installation constitue une opération supplémentaire et délicate lors de la fabncation Elle ne conduit pas en outre a une très bonne cohésion entre le film en matière plastique et la peau Ce manque de cohésion empêche l'habillage de la surface du sandwich et son utilisation pour le collage de la pièce par exemple
Un but de l'invention est d'améliorer l'étancheité des pièces a structure sandwich au moyen d'un opération simple efficace et peu onéreuse à conduire A cet effet, on prévoit selon l'invention une pièce notamment pour véhicule, comprenant
- une âme alvéolaire comprenant un matériau thermoplastique et
- au moins une peau comprenant un matériau thermoplast,que, la pièce comprenant en outre au moins une couche de mousse en matériau thermoplastique à cellules fermées, interposée entre l'âme et la peau
Ainsi, lorsque la pièce est formée, la couche de mousse a cellules fermées limite l'absorption d'eau et assure Fétanchéite de la pièce Le cas échéant, la mousse bouche les porosités ou micro-ouvertures éventuelles de la peau du sandwich et en fait ainsi un matériau étanche De plus, de manière surprenante, la mousse permet de résoudre le problème d'étanchéite sans dégrader les propriétés de rigidité du sandwich La mousse peut être mise en place dans 1 empilement avant le passage au four de l'empilement préalable a son moulage La température du four peut sans difficulté être ajustée pour chauffer les couches du sandwich y compris la mousse de manière homogène sans dégrader aucune de ses couches et tout en assurant la liaison entre elles Les documents EP 0628406 et WO92/12855 divulguent des pièces formées par des empilements Cependant, aucun de ces deux documents n'enseignent d'assurer une fonction d'étanchéité à l'aide d'une couche de mousse à cellules fermées. Selon EP 0628406 la couche de mousse a pour objectif de remplir partiellement une âme en nid d'abeilles et selon WO92/12855 la couche cellulaire est à cellules ouvertes et perméable
La pièce selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques sufvantes
- l'âme a une structure en nids d'abeilles , - la peau étant une première peau, la pièce comprend une deuxième peau recouvrant une face de l'âme opposée à la première peau ,
- !a couche de mousse étant une première couche de mousse la pièce comprend une deuxième couche de mousse interposée entre l'âme et la deuxième peau ; et - la pièce comprend un revêtement recouvrant une face de la peau ou de l'une des peaux opposée à l'âme.
On prévoit également selon l'invention un procédé de fabrication d'une pièce, notamment pour véhicule dans lequel on constitue un empilement comprenant - une âme alvéolaire comprenant un matériau thermoplastique ,
- au moins une peau comprenant un matériau thermoplaεtique et
- au moins une couche de mousse en matériau thermopiastsque à cellules fermées, interposée entre ! âme et la peau
Le procédé selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes •
- on dispose la mousse sous la forme d'une feuille ,
- on chauffe l'empilement comprenant la couche de mousse , et
- on met en forme l'empilement dans un moufe
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels - Sa figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'une pièce selon un mode préféré de réaîisation de ! invention avant mise en forme de la pièce ,
- la figure 2 est une vue en coupe de \a pièce de la figure 1 , et - la figure 3 est une vue analogue à îa f/gure 2 montrant la structure de la pièce de façon éclatée
Un mode préféré de réalisation d'une pièce selon l'invention a été illustré aux figures 1 à 3
La pièce 2 comprend en l'espèce une âme 4, deux peaux 6, 8, une couche de mousse 10 et un revêtement 12
L'âme 4 est formée dans le présent exemple par une structure en nids d'abeilîes à cellules ouvertes rondes ou hexagonales, qui sont visibles en perspective sur la figure 1 L'âme 4 est constituée en un matériau thermopjastique, de préférence en polypropylène La couche de mousse 4 recouvre Tune des faces principales 14, 16 de l'âme 4 et en l'espèce sa face inférieure 14 La mousse est constituée en matériau thermoplastique et de préférence dans le même matériau que l'âme 4, à savoir en polypropylène II s'agit par exemple du matériau commercialisé sous la dénomination XPP par ia société FAGERDALA WORLD FOAMS Les peaux 6 et 8 sont formées en matériau thermoplastique, de préférence renforcé par des fibres de verre La matière plastique est dans le présent exemple à nouveau du polypropylène La peau β recouvre la face supérieure 16 de l'âme 4 tandis que la peau 8 recouvre lε face inférieure de la couche de mousse 10 La peau inférieure 8 est une peau externe formant la face inférieure de (a pièce
Le revêtement 12 est en I espèce constitué par une moquette mais il pourra s'agir plus généralement d'un revêtement tissé ou non tissé, synthétique ou non Ce revêtement constitue Ia face supérieure de la pièce Le revêtement 12 recouvre Ia face supérieure de la peau 6 Les différentes couches 12, 6, 4, 10 et 8 se succèdent donc de haut en bas dans cet ordre dans la pièce, chaque couche étant en contact surfacique avec les deux couches adjacentes La mousse en particulier est donc directement en contact avec une face de l'âme 4 et une face de la peau inférieure 8
Dans le présent exemple, chacune des peaux 6, 8 a une épaisseur de 0,7 mm, le film 10 en mousse a une épaisseur de 2,2 mrn et l'âme 4 a une épaisseur comprise entre 5 et 30 mm Naturellement, ces grandeurs pourraient être modifiées On remarque que dans la présente mvention I âme
4 a une épaisseur très supérieure à chacune des autres couches de l'empilement Cette épaisseur est atnsi supérieure à deux fois, voire supérieure à dix fois l'épaisseur de chacune des autres couches
La pièce 2 est réalisée de la façon suivante dans le cadre du présent mode de mise en œuvre du procédé de l'invention
On constitue l'empilement des couches qui viennent d'être énoncées pour former Se sandwich Lors de la constitution de l'empilement, on dispose la couche de mousse 10 sous la forme d'un film ou d'une feuιlle préconstitué entre les couches 4 et 8 La mousse 10 pourra être une mousse extrudée ou expansée
On dispose ensuite cet empilement dans un four afin de le chauffer à une température adaptée dépendant de la nature du ou des matériaux employés dans les couches de l'empilement
Ensuite, on dispose l'empilement chauffé dans un moule de formage où il sera compressé et mis en forme Cette opération permet de fixer entre elles par soudage les différentes couches de l'empilement et en outre confère à la pièce sa forme générale, souvent non plane En effet, sans qu'il soit nécessaire de prévoir une couche d'adhés/f, la couche de mousse 10 se soude sous i'effet de la pression et de la température à l'âme 4 en nid d!abeιiles et aux peaux 6, 8 (de préférence en polypropylène)
La même opération peut mettre en œuvre une découpe de certains bords de la pièce comme cela est présenté dans le document EP-O 794 051 précité En outre, de même que décrit dans ce document, un écrasement local du sandwich y compris de l'âme 4, peut avoir lieu au cours de cette opération
La mousse 10 présentée ici a une résistance thermique suffisante pour ne pas se dégrader lors de l'opération de chauffage Elle se soude a l'âme 4 en nids d'abeilles et à la peau 8 contigues avec un effort de pelage suffisant pour ne pas dégrader les performances du sandwich Cette mousse a également un allongement suffisant pour ne pas se déchirer lors du formage de Ja pièce
On obtiendra de bons résultats lors de la mise en œuvre de l'invention si les différentes couches comprenant un matériau synthétique comprennent le même matériau thermopïastique
La psèce selon l'invention pourra constituer par exemple un plancher de coffre de véhicule ou encore une tablette arrière
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de ceϋe-ci
On pourra rempfacer fe polypropyfène présenté ci-dessus à titre de matière thermoplastique par tout autre matière thermoplastique, chargée ou non par des fibres de verre II s'agira par exemple de polyamide ou de polyéthylène On pourra supprimer la peau 6 et/ou le revêtement 12
On pourra disposer !a couche de mousse 10 du même côté de l'âme 4 que le revêtement 12
On pourrait prévoir une couche de mousse supplémentaire 18, illustrée à la figure 3 en traits pointillés, interposée entre la peau 6 et la face 16 de l'âme 4
La Demanderesse a par ailleurs déterminé que de préférence, pour assurer une étanchéité satisfaisante, la densité de la couche de mousse 10 à cellules fermées en polypropyiène expansé exfrude a une densité supérieure à 45kg/m3 préférentiellement de l'ordre de 55kg/m3 (pour une épaisseur typique de l'ordre de 2,2mm)

Claims

REVENDICATIONS
1 Pièce (2), notamment pour véhicule, comprenant - une âme alvéolaire (4) comprenant un matériau thermopiastique , et - au moins une peau (8) comprenant un matériau thermoplastique, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une couche de mousse (10) en matériau thermoplastique à cellules fermées, interposée entre l'âme et la peau
2 Pièce selon la revendication précédente caractérisée en ce que l'âme (4) a une structure en nids d'abeilles
3 Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, la peau (8) étant une première peau, la pièce comprend une deuxième peau (6) recouvrant une face de l'âme (4) opposée à îa première peau (8)
4 Pièce selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, la couche de mousse (10) étant une première couche de mousse, la pièce comprend une deuxième couche de mousse (18) en matériau thermoplastîque à ceilules fermées, interposée entre l'âme (4) et la deuxième peau (6)
5 Pièce selon ! une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend un revêtement (12) recouvrant une face de la peau ou de l'une des peaux opposée à l'âme
6 Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la couche de mousse (10) est réalisée en polypropylène 7 Pièce selon î'υne quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche de mousse (10) est extrudée en polypropyiène
S Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche de mousse (10) a une densité supérieure à 45kg/m3, typiquement de l'ordre de 55kg/m3
9 Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que [a couche de mousse (10) a une épaisseur de l'ordre de 2,2mm
10 Procédé de fabrication d'une pièce (2), notamment pour véhicule, caractérisé en ce qu'on constitue un empilement comprenant - une âme alvéolaire (4) comprenant un matériau thermopiastique ,
- au moins une peau (8) comprenant un matériau thermoplastique , et
- au moins une couche de mousse (10) un matériau thermoplastique a cellules fermées, interposée entre l'âme et la peau
11 Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on dispose la mousse (10) sous la forme d'une feuille
12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11 , caractérisé en ce qu'on chauffe ! empilement comprenant la couche de mousse (10)
13 Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'on met en forme i'empjlement dans un moule
PCT/EP2006/066512 2005-09-19 2006-09-19 Piece de vehicule automobile comprenant une ame alveolaire et une peau WO2007033965A2 (fr)

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