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EP3227093A1 - Procede de fabrication d'une piece de vehicule automobile en matiere thermoplastique renforcee - Google Patents

Procede de fabrication d'une piece de vehicule automobile en matiere thermoplastique renforcee

Info

Publication number
EP3227093A1
EP3227093A1 EP15817482.1A EP15817482A EP3227093A1 EP 3227093 A1 EP3227093 A1 EP 3227093A1 EP 15817482 A EP15817482 A EP 15817482A EP 3227093 A1 EP3227093 A1 EP 3227093A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strips
zone
deposited
fibers
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15817482.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Issam KHAYAT
Jean-François PRAT
David Tresse
Arnaud ESCOFFIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plastic Omnium SE
Original Assignee
Plastic Omnium SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plastic Omnium SE filed Critical Plastic Omnium SE
Publication of EP3227093A1 publication Critical patent/EP3227093A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
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    • B29L2031/3055—Cars

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a semi-structural part of a motor vehicle, such as an inner lining tailgate, reinforced thermoplastic material.
  • a semi-structural part of a motor vehicle a part allowing the assembly integrating this part to be self-supporting, and to ensure a geometry under a given load, without visible deformation.
  • a tailgate made of thermoplastic material comprising an outer skin of appearance and an inner lining of structure made of filled thermoplastic material.
  • the thermoplastic material constituting the lining is for example filled with glass fibers or talc to increase its resistance properties.
  • the inner lining is reinforced by inserts-type reinforcing elements (metal or composite), overmoulded on the liner or reported after its molding, to improve their mechanical properties at the most stressed points (hinges, ball joints , lock).
  • inserts-type reinforcing elements metal or composite
  • These inserts are for example screwed, snapped or riveted.
  • This method of manufacturing a liner is long and complex because of the large number of operations to be carried out after the molding of the filled plastic material.
  • overmolded inserts or inserts must take into account the rules of sheet metal, stamping or shaping that often impose non-optimized geometries for sizing and lightening.
  • thermosetting materials to the parts to be reinforced requires a mechanical fastening, such as holes.
  • desired geometries are not always achievable by these methods and impose a considerable number of feasibility iterations. It is necessary to compromise on the different objectives: mass, performance, cost of materials and processes.
  • the aim of the invention is to propose a method for manufacturing a semi-structural part of a motor vehicle, such as an opening (tailgate, side door, bonnet) or an opening lining reinforced by at least one element of reinforcement which does not have the disadvantages of known methods.
  • the subject of the invention is a method for manufacturing a motor vehicle part, in which said part is produced by molding filled thermoplastic material, and said part is reinforced by locally positioning at least one reinforcing element, wherein the reinforcing member comprises unidirectional continuous fiber strands and in that the strips are non-continuously deposited on said part in at least one stress concentration zone.
  • the process avoids losses of material because the discontinuous removal of strips, avoids falling materials, and the necessary material is used where reinforcements are needed.
  • the method according to the invention does not require a pre and post molding operator, thus allowing a gain in productivity.
  • the strips can be deposited by directing the continuous fibers in preferred directions corresponding to the main stresses of the forces of the stress concentration zone.
  • strips having a width of less than 1.3 centimeters are used.
  • strips comprising thermoplastic resin are used.
  • strips without a thermoplastic resin can be deposited at the same time as a heated thermoplastic resin is deposited.
  • thermoplastic resin having a melting temperature substantially identical to the melting temperature of the thermoplastic material of the part is used.
  • thermoplastic resin is heated and / or said zone of the workpiece is heated during the step of removing said strips, so as to encourage the bands to stick to the workpiece.
  • thermoplastic material may be based on polypropylene filled with short glass fibers, and the thermoplastic resin may also be based on polypropylene.
  • thermoplastic material filled with reinforcing fibers and / or talc is preferably used.
  • Reinforcing fibers may be used alone or in combination, among the following fibers: fiberglass, carbon fiber, natural fiber.
  • the part is a semi-structural part, such as an opening or an opening lining.
  • the force concentration zone may be chosen from any one of the elements of the assembly consisting of an upper zone of the hatch for fixing a hinge, a lateral zone of the hatchback. stress recovery of cylinders, and a lower side area of the tailgate lock.
  • the piece can also be a side door or hood liner.
  • At least one reinforcing element comprising unidirectional continuous fiber strips is deposited locally on the walls of the mold, the strips being deposited in a non-rigid manner. continuous on the mold in at least one zone, corresponding to a stress concentration zone of the future molded part in said mold, and the step of depositing strips on the surface of said part is optional.
  • the invention also relates to a motor vehicle part, made by molding filled thermoplastic material and comprising at least one reinforcing element in at least one stress concentration zone.
  • the reinforcing element is a set of discontinuous strips of unidirectional continuous fibers impregnated with thermoplastic resin reported on the surface of said piece.
  • the fibers of the strips may be oriented in preferred directions corresponding to the main stresses of the efforts of the stress concentration zone.
  • the part can be a semi-structural part, such as an opening or an opening lining.
  • FIG. 1 illustrates a band of unidirectional continuous fibers used in the method according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of a hatch obtained by the method of the invention, and indicating the areas of strong stresses on which bands were arranged.
  • the invention relates to a method for manufacturing a part (1) of a motor vehicle, such as a semi-structural part, reinforced by at least one reinforcing element.
  • the method comprises the following steps:
  • the part is produced by means of a molding process of filled thermoplastic material
  • a second step it reinforces the piece (1) and molded, positioning locally and on the surface of the workpiece (1) at least one reinforcing element comprising strips (2) of fibers (3) continuous unidirectional. These strips (2) are deposited non-continuously on the part (1) already molded in at least one zone (4) of effort concentration.
  • Zone (4) of effort concentration is understood to mean a zone with strong stresses. In such an area, therefore, there are main stressors, corresponding to directions in which the area experiences the greatest effort.
  • the zone of concentration of forces can be chosen from any one of the elements of the assembly constituted by an upper zone of the tailgate of a hinge (4a), a lateral zone of the liftgate of the lift of jacks (4b) and a lower side area of the tailgate of the lock (4c).
  • the strips (2) are deposited in such a way as to orient the continuous fibers (3) that they comprise in preferred directions, corresponding to the main stresses of force experienced in the zone.
  • the part (1) is made by molding thermoplastic material (MTP) loaded, for example by means of an injection molding process.
  • MTP thermoplastic material
  • thermoplastic material charged a thermoplastic material containing mineral fillers, such as talc, and / or containing reinforcing fibers.
  • the reinforcing fibers are chosen alone or in combination, from the following fibers: fiberglass, carbon fiber, natural fiber (such as linen for example).
  • the part is a semi-structural part, such as an opening of a motor vehicle, such as a tailgate, a side door or a hood. It can also be a lining of such an opening (inner lining of tailgate, side door or hood).
  • a semi-structural part such as an opening of a motor vehicle, such as a tailgate, a side door or a hood.
  • It can also be a lining of such an opening (inner lining of tailgate, side door or hood).
  • the following description refers to the example of a tailgate liner as shown in FIG.
  • a tape (tape" in English) constitutes a set of fibers (3) continuous oriented in the same direction ( Figure 1).
  • the reinforcing fibers are chosen alone or in combination, from the following fibers: fiberglass, carbon fiber, natural fiber (such as linen for example).
  • a band (3) is defined by its format whose width is small relative to the length.
  • strips having a width of less than 1.3 centimeters, preferably less than 1.27 centimeters, are used.
  • Figure 1 illustrates a strip (2) seen from above, and a section (AA) to illustrate the thickness of the strip (2) and the arrangement of the fibers (3).
  • Strips (2) of sufficiently thin thickness are used to maintain sufficient flexibility to allow draping on any shape. If necessary, it is possible to drape strips on top of one another to further strengthen the area to be reinforced.
  • the strips (2) comprise thermoplastic resin (RTP), in which the fibers (3) are embedded (FIG. 1).
  • thermoplastic resin is heated before applying it against the workpiece (1). This makes it possible to thin the strip (2), and to facilitate its removal on all shapes of the part (1), thus favoring the draping of this band (2).
  • the zone (4) of the part on which the strip (2) is to be deposited is also heated, or alternatively.
  • the resin (RTP) of the strip and the thermoplastic material (MTP) of the part melt, thus favoring the retention of the strip (2) on the part (1), since the resin (RTP) and the material Thermoplastic (MTP) mix, and by compatibility and cooling, form a unique structure.
  • strips (2) are preferably used whose resin (RTP) has a melting temperature substantially identical to the melting temperature of the thermoplastic material (MTP) of the part.
  • thermoplastic material MTP
  • RTP thermoplastic resin
  • strips (2) of width and of variable thickness are deposited.
  • strips (2) which are dry, that is to say without thermoplastic resin are deposited on the zone (4) at the same time as a heated thermoplastic resin (RTP) is deposited.
  • the thermoplastic resin (RTP) used may be the same as that used for the tapes impregnated with thermoplastic resin.
  • the strips (2) are automatically deposited by means of a tool, making it possible to drape the strips on the shapes of the part (1).
  • the tool is an automated system, for example a robot, having an arm provided with a band applicator (2), for example cylindrical, comprising a shape adapted to drape the band (2) on the zone (4) the room to be reinforced, and who can move on it.
  • the strip (2) can be unwound continuously, and cut according to the necessary length.
  • the tool also has a roller, for applying a pressure, so as to sandwich the strip (2) between the applicator and the wall of the workpiece (1).
  • a roller for applying a pressure, so as to sandwich the strip (2) between the applicator and the wall of the workpiece (1).
  • it is the applicator itself that makes it possible to apply the necessary pressure.
  • the tool also has a means for cutting the strip (2), such as blades, so that strips of stripes (2) can be deposited and not a strip keep on going.
  • the tool preferably has a heating means of the band (2) when it comprises resin (RTP).
  • RTP resin
  • this means also makes it possible, or alternatively, to heat the zone (4) of the part to be reinforced.
  • the method is automated and the tool moves along a path defined beforehand, making it possible to have one or more band thicknesses (2) in one zone (4), then to continue, after cutting, by arranging bands in another zone (4) to strengthen.
  • the tape removal process is discontinuous, in the sense that the tool does not deposit a strip continuously, but instead, deposits pieces of strips (2) at different locations of the part (1).
  • Such a tool can drape in situ the band (2) on complex shapes of the part (1), while reducing human intervention, thereby improving productivity. It is possible to produce large quantities of reinforced parts with a reduced cycle time.
  • the invention also relates to a part (1) of a motor vehicle resulting from the method according to the invention.
  • the invention relates to a part (1) made by molding filled thermoplastic material and comprising at least one reinforcing element.
  • the reinforcing element is a set of discontinuous strips (2) of unidirectional continuous fibers (3) impregnated with thermoplastic resin (RTP), attached to the surface of the workpiece (1).
  • RTP thermoplastic resin
  • the fibers (3) of the strips are oriented along privileged directions corresponding to the "main" stresses of the efforts of the stress concentration zone.
  • the part (1) is a semi-structural part, such as an opening of a motor vehicle, such as a tailgate, a side door or a hood. It can also be a lining of such an opening (inner lining of tailgate, side door or hood).
  • the strips (2) are deposited directly in the mold in which the part (1) will be molded, then the mold is closed and the thermoplastic material (MTP) used to manufacture the part is injected ( 1).
  • the method of manufacturing a part (1) of a motor vehicle comprises the following steps: at least one reinforcement element comprising strips (2) of unidirectional continuous fibers (3) is deposited locally on the walls of a mold, the strips (2) being non-continuously deposited on the mold in at least one zone; , corresponding to a zone (4) of concentration of forces of the future part (1) molded in said mold;
  • thermoplastic material MTP
  • the step of removing strips (2) on the surface of the molded part (1) is then optional.
  • the strips (2) are deposited on a preform so as to obtain at least one preformed reinforcement.
  • the method of manufacturing a part (1) of a motor vehicle comprises the following steps:
  • At least one reinforcement element comprising strips (2) of unidirectional continuous fibers (3) is deposited locally on the walls of a preform, the strips (2) being non-continuously deposited on the preform in at least one zone, corresponding to a zone (4) of concentration of forces of the future piece (1) molded in said mold;
  • thermoplastic material MTP
  • the step of depositing strips (2) on the surface of the molded part is then optional.

Landscapes

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Abstract

Procédé de fabrication d'une pièce (1) de véhicule automobile, dans lequel on réalise d'abord ladite pièce (1) par moulage de matière thermoplastique (MTP) chargée, caractérisé en ce que l'on renforce ensuite ladite pièce (1) ainsi moulée en positionnant localement et en surface de la dite pièce (1) au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles, et en ce que l'on dépose de façon non continue les bandes (2) sur ladite pièce (1) dans au moins une zone (4) de concentration d'efforts.

Description

Procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile en matière thermoplastique renforcée
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce semi- structurelle de véhicule automobile, telle qu'une doublure intérieure de hayon, en matière thermoplastique renforcée.
On appelle pièce semi-structurelle de véhicule automobile, une pièce permettant à l'ensemble intégrant cette pièce d'être autoportant, et permettant de garantir une géométrie sous une charge donnée, sans déformation visible.
On connaît, dans l'état de la technique, un hayon réalisé en matière thermoplastique comprenant une peau extérieure d'aspect et une doublure intérieure de structure réalisée en matière thermoplastique chargée. La matière thermoplastique constituant la doublure est par exemple chargée de fibres de verre ou de talc pour accroître ses propriétés de résistance.
Les conditions limites, auxquelles doivent faire face ces produits, sont nombreuses et se traduisent par des niveaux de contraintes et de déformations dans différentes directions de la matière et concentrés sur certaines zones. Sans renforcement de ces zones, appelées zones de faiblesse, la raideur et la géométrie du produit ne seraient pas garanties et les cahiers des charges ne seraient pas satisfaits.
C'est pourquoi, la doublure intérieure est renforcée par des éléments de renforcement de type inserts (métallique ou composite), surmoulés sur la doublure ou rapportés après son moulage, afin d'améliorer leurs propriétés mécaniques aux points les plus sollicités (charnières, rotules, serrure...). Ces inserts sont par exemple vissés, encliquetés ou rivetés.
Ce procédé de fabrication d'une doublure est long et complexe du fait du nombre important d'opérations à mettre en œuvre après le moulage de la matière plastique chargée.
Par ailleurs, la conception d'inserts surmoulés ou rapportés (métallique ou composite) doit prendre en compte les règles de tôlerie, d'emboutissage ou de mise en forme qui imposent souvent des géométries non optimisées pour le dimensionnement et l'allégement.
En effet, cela se traduit par l'ajout de matière non nécessaire aux renforts car celle-ci ne participe pas au renforcement. Pour cette raison aussi, ces renforts métalliques ou composites peuvent atteindre une masse non négligeable à l'échelle de la pièce qu'ils doivent renforcer.
De plus, le process de surmoulage de cet insert contraint fortement la conception de la pièce. Ceci peut engendrer une raideur de cet insert en tôle ou en composite non optimum pour pallier ces problèmes liés au procédé de surmoulage. De plus, il est connu, par exemple du document FR2908067A1 , de substituer ces inserts métalliques par des renforts en matière thermodurcissable à fibres de renfort (pré imprégnés). De tels renforts sont habituellement disponibles sous forme de plaques consolidées qui peuvent être mise en forme avec des procédés adaptés (estampage, drapage, thermoformage ou autre...) avant surmoulage. Généralement, ces renforts sont surmoulés par de la matière thermoplastique.
Cependant, l'adhérence de matières thermodurcissables sur les pièces à renforcer nécessite un accrochage mécanique, tel que des trous. De plus, les géométries souhaitées ne sont pas toujours réalisables par ces procédés et imposent un nombre considérable d'itération de faisabilités. Il est nécessaire de faire des compromis sur les différents objectifs : masse, performance, coût des matières et procédés.
L'invention a pour but de proposer un procédé de fabrication d'une pièce semi- structurelle de véhicule automobile, telle qu'un ouvrant (hayon, porte latérale, capot) ou une doublure d'ouvrant, renforcée au moins par un élément de renforcement qui ne présente pas les inconvénients des procédés connus.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de véhicule automobile, dans lequel on réalise ladite pièce par moulage de matière thermoplastique chargée, et on renforce ladite pièce en positionnant localement au moins un élément de renforcement, dans lequel l'élément de renforcement comporte des bandes de fibres continues unidirectionnelles et en ce que l'on dépose de façon non continue les bandes sur la dite pièce dans au moins une zone de concentration d'efforts.
Le procédé évite des pertes de matière car la dépose discontinue de bandes, permet d'éviter les chutes de matières, et l'on utilise que la matière nécessaire là où les renforcements sont nécessaires.
Le procédé confère à la pièce un gain en masse, car la disposition discrète des bandes uniquement dans les zones fortement sollicitées permet une consommation au plus juste de matériaux de renforcement.
Enfin, contrairement au procédé basé sur des inserts en tôle, le procédé selon l'invention ne nécessite pas d'opérateur pré et post moulage, permettant ainsi un gain en productivité.
De façon avantageuse, on peut déposer les bandes en orientant les fibres continues selon des directions privilégiées correspondant aux contraintes principales des efforts de la zone de concentration d'efforts.
Selon l'invention, on peut déposer plusieurs bandes les unes sur les autres, de façon à gérer l'épaisseur des bandes sans pour autant enlever de la souplesse aux bandes déposées.
De préférence, on utilise des bandes de largeur inférieure à 1 ,3 centimètre.
Selon un mode de réalisation préféré, on utilise des bandes comportant de la résine thermoplastique.
Alternativement, on peut déposer des bandes sans résine thermoplastique en même temps que l'on dépose une résine thermoplastique chauffée.
Selon l'invention, on utilise une résine thermoplastique ayant une température de fusion sensiblement identique à la température de fusion de la matière thermoplastique de la pièce.
De façon avantageuse, on chauffe la résine thermoplastique et/ou on chauffe ladite zone de la pièce, lors de l'étape de dépose desdites bandes, de façon à favoriser l'accroche des bandes sur la pièce.
La matière thermoplastique peut être à base de polypropylène chargée de fibres de verre courtes, et la résine thermoplastique peut également être à base de polypropylène.
On utilise de préférence une matière thermoplastique chargée de fibres de renfort et/ou de talc.
On peut utiliser des fibres de renfort seules ou en combinaison, parmi les fibres suivantes : fibre de verre, fibre de carbone, fibre naturelle.
Selon un mode de réalisation, la pièce est une pièce semi-structurelle, telle qu'un ouvrant ou une doublure d'ouvrant. Si la pièce est une doublure intérieure de hayon, la zone de concentration d'efforts peut être choisie parmi l'un quelconque des éléments de l'ensemble constitué par une zone supérieure du hayon de fixation d'une charnière, une zone latérale du hayon de reprise d'efforts de vérins, et une zone latérale inférieure du hayon de fixation de serrure.
La pièce peut également être une doublure de porte latérale ou de capot.
Selon un mode particulier de réalisation, préalablement à l'étape de moulage de ladite pièce dans un moule, on dépose localement sur des parois du moule au moins un élément de renforcement comportant des bandes de fibres continues unidirectionnelles, les bandes étant déposées de façon non continue sur le moule dans au moins une zone, correspondant à une zone de concentration d'efforts de la future pièce moulée dans ledit moule, et l'étape de dépose de bandes sur la surface de la dite pièce est optionnelle.
Selon un autre mode particulier de réalisation, préalablement à l'étape de moulage de ladite pièce dans un moule, on dépose localement sur les parois d'une préforme au moins un élément de renforcement comportant des bandes de fibres continues unidirectionnelles, les bandes étant déposées de façon non continue sur la préforme dans au moins une zone correspondant à une zone de concentration d'efforts de la future pièce moulée dans ledit moule, puis l'on positionne la préforme ainsi obtenue dans le moule, et l'étape de dépose de bandes sur la surface de la dite pièce est optionnelle.
L'invention concerne également une pièce de véhicule automobile, réalisée par moulage de matière thermoplastique chargée et comprenant au moins un élément de renforcement dans au moins une zone de concentration d'efforts. L'élément de renforcement est un ensemble de bandes discontinues de fibres continues unidirectionnelles imprégnées de résine thermoplastique rapporté en surface de la dite pièce.
Les fibres des bandes peuvent être orientées selon des directions privilégiées correspondant à des contraintes principales des efforts de la zone de concentration d'efforts.
Enfin la pièce peut être une pièce semi-structurelle, telle qu'un ouvrant ou une doublure d'ouvrant.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite uniquement en se référant aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 illustre une bande de fibres continues unidirectionnelles utilisée dans le procédé selon l'invention.
- La figure 2 illustre une vue en perspective d'un hayon obtenu par le procédé de l'invention, et indiquant les zones de fortes sollicitations sur lesquelles ont été disposées des bandes.
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce (1 ) de véhicule automobile, telle qu'une pièce semi-structurelle, renforcée par au moins un élément de renforcement. Le procédé comporte les étapes suivantes :
- dans un premier temps, on réalise la pièce au moyen d'un procédé de moulage de matière thermoplastique chargée ;
- dans un second temps, on renforce cette pièce (1 ) ainsi moulée, en positionnant localement et en surface de la pièce (1 ) au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles. Ces bandes (2) sont déposées de façon non continue sur la pièce (1 ) déjà moulée dans au moins une zone (4) de concentration d'efforts.
On entend par zone (4) de concentration d'efforts une zone à fortes sollicitations. Dans une telle zone, il existe donc des contraintes principales d'effort, correspondant à des directions selon lesquelles la zone subit le plus grand effort.
Par exemple (figure 2), dans le cas d'une doublure de hayon, la zone de concentration d'efforts peut être choisie parmi l'un quelconque des éléments de l'ensemble constitué par une zone supérieure du hayon de fixation d'une charnière (4a), une zone latérale du hayon de reprise d'efforts de vérins (4b), et une zone latérale inférieure du hayon de fixation de la serrure (4c).
De façon préférée, on dépose les bandes (2) de façon à orienter les fibres (3) continues qu'elles comportent selon des directions privilégiées, correspondant aux contraintes principales d'effort subit dans la zone.
La pièce (1 ) est réalisée par moulage de matière thermoplastique (MTP) chargée, par exemple au moyen d'un procédé de moulage par injection.
On entend par matière thermoplastique (MTP) chargée une matière thermoplastique contenant des charges minérales, telles que du talc, et/ou contenant des fibres de renfort. Les fibres de renfort sont choisies seules ou en combinaison, parmi les fibres suivantes : fibre de verre, fibre de carbone, fibre naturelle (telle que le lin par exemple).
Avantageusement la pièce est une pièce semi-structurelle, telle qu'un ouvrant de véhicule automobile, tel qu'un hayon, une portière latérale ou un capot. Il peut également s'agir d'une doublure d'un tel ouvrant (doublure intérieure de hayon, de porte latérale ou de capot). La description qui suit, se réfère à l'exemple d'une doublure intérieure de hayon, telle que représentée sur la figure 2.
Une bande (« tape » en anglais) constitue un ensemble de fibres (3) continues orientées selon une même direction (figure 1 ). Les fibres de renfort sont choisies seules ou en combinaison, parmi les fibres suivantes : fibre de verre, fibre de carbone, fibre naturelle (telle que le lin par exemple).
Une bande (3) est définie par son format dont la largeur est petite par rapport à la longueur. Avantageusement, pour le drapage de pièce de véhicule automobile, on utilise des bandes dont la largeur est inférieure à 1 ,3 centimètre, de préférence inférieure à 1 ,27cm. La figure 1 illustre une bande (2) vue de dessus, ainsi qu'une coupe (AA) pour illustrer l'épaisseur de la bande (2) et l'agencement des fibres (3).
On utilise des bandes (2) d'épaisseur suffisamment fine pour conserver une souplesse suffisante pour permettre le drapage sur toute forme. Au besoin, il est possible de draper des bandes les unes sur les autres pour renforcer davantage la zone à renforcer.
Selon un mode de réalisation privilégié, les bandes (2) comportent de la résine thermoplastique (RTP), dans laquelle les fibres (3) sont noyées (figure 1 ).
Selon ce mode de réalisation, et avantageusement, on chauffe la résine thermoplastique (RTP) avant de l'appliquer contre la pièce (1 ). Ceci permet en effet de fluidifier la bande (2), et de faciliter sa dépose sur toutes formes de la pièce (1 ), favorisant ainsi le drapage de cette bande (2).
De préférence, on chauffe également, ou alternativement, la zone (4) de la pièce sur laquelle la bande (2) doit être déposée. De cette façon, la résine (RTP) de la bande et la matière thermoplastique (MTP) de la pièce fondent, favorisant ainsi le maintien de la bande (2) sur la pièce (1 ), car la résine (RTP) et la matière thermoplastique (MTP) se mélangent, et par compatibilité puis refroidissement, forment une structure unique. Dans ce cas, on utilise de préférence des bandes (2) dont la résine (RTP) a une température de fusion sensiblement identique à la température de fusion de la matière thermoplastique (MTP) de la pièce.
Par exemple, on peut utiliser de la matière thermoplastique (MTP) à base de polypropylène chargée de fibres de verre courtes pour constituer la pièce (1 ), et utiliser de la résine thermoplastique (RTP) également à base de polypropylène pour constituer les bandes (2).
En fonction du besoin en renforcement de la zone (4), c'est-à-dire en fonction de la contrainte subie par la zone (4), on dépose des bandes (2) de largeur et d'épaisseur variable.
Ainsi, plus le besoin sera important, plus on utilisera un bande épaisse. Par ailleurs, selon le procédé, on peut déposer plusieurs bandes (2) les unes sur les autres, de façon à accentuer l'épaisseur du renfort formé par ces bandes (2), et ainsi augmenter le renfort dans la zone (4) sélectionnée.
Selon un mode de réalisation, des bandes (2) sèches, c'est-à-dire sans résine thermoplastique, sont déposées sur la zone (4) en même temps que l'on dépose une résine thermoplastique (RTP) chauffée. La résine thermoplastique (RTP) utilisée peut être la même que celle utilisée pour les bandes imprégnées de résine thermoplastique.
Les bandes (2) sont déposées de façon automatique au moyen d'un outil, permettant de draper les bandes sur les formes de la pièce (1 ).
L'outil est un système automatisé, par exemple un robot, disposant d'un bras muni d'un applicateur de bande (2), par exemple cylindrique, comprenant une forme adaptée à draper la bande (2) sur la zone (4) de la pièce à renforcer, et qui peut se déplacer sur celle-ci. La bande (2) peut être déroulée en continue, et couper selon la longueur nécessaire.
L'outil dispose également d'un galet, permettant d'appliquer une pression, de manière à prendre en sandwich la bande (2) entre l'applicateur et la paroi de la pièce (1 ). Selon un mode de réalisation, c'est l'applicateur lui-même qui permet d'appliquer la pression nécessaire.
L'outil dispose également d'un moyen pour couper la bande (2), tel que des lames, de façon à pouvoir déposer des morceaux de bandes (2) et non une bande en continue.
Enfin, l'outil dispose préférentiellement d'un moyen de chauffage de la bande (2) lorsque celle-ci comporte de la résine (RTP). Ce moyen permet de fluidifier la bande (2), et de l'étaler sur la pièce (1 ) grâce à l'applicateur et au galet. Ce moyen peut être directement intégré dans l'applicateur.
De préférence ce moyen permet également, ou alternativement, de chauffer la zone (4) de la pièce à renforcer.
Le procédé est automatisé et l'outil se déplace suivant une trajectoire définie préalablement, permettant de disposer une ou plusieurs épaisseurs de bande (2) dans une zone (4), puis de poursuivre, après découpe, en disposant des bandes dans une autre zone (4) à renforcer. Le procédé de dépose de bande est donc discontinu, dans le sens où l'outil ne dépose pas une bande en continue, mais au contraire, dépose des morceaux de bandes (2), à différentes endroits de la pièce (1 ).
Un tel outil permet de draper in situ la bande (2) sur des formes complexes de la pièce (1 ), tout en réduisant l'intervention humaine, améliorant ainsi la productivité. Il est possible de produire en grande quantité des pièces renforcées avec un temps de cycle réduit.
L'invention concerne également une pièce (1 ) de véhicule automobile issue du procédé selon l'invention. Ainsi, l'invention concerne une pièce (1 ) réalisée par moulage de matière thermoplastique chargée et comprenant au moins un élément de renforcement. L'élément de renforcement est un ensemble de bandes (2) discontinues de fibres (3) continues unidirectionnelles imprégnées de résine thermoplastique (RTP), rapporté en surface de la pièce (1 ).
De préférence, les fibres (3) des bandes sont orientées selon des directions privilégiées correspondant aux contraintes « principales » des efforts de la zone de concentration d'efforts.
Selon des exemples de réalisation, la pièce (1 ) est une pièce semi-structurelle, telle qu'un ouvrant de véhicule automobile, tel qu'un hayon, une portière latérale ou un capot. Il peut également s'agir d'une doublure d'un tel ouvrant (doublure intérieure de hayon, de porte latérale ou de capot).
Selon une première variante de réalisation, on dépose les bandes (2) directement dans le moule dans lequel la pièce (1 ) sera moulée, puis on ferme le moule et l'on injecte la matière thermoplastique (MTP) servant à fabriquer la pièce (1 ). Ainsi le procédé de fabrication d'une pièce (1 ) de véhicule automobile comporte les étapes suivantes : - on dépose localement sur les parois d'un moule au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles, les bandes (2) étant déposées de façon non continue sur le moule dans au moins une zone, correspondant à une zone (4) de concentration d'efforts de la future pièce (1 ) moulée dans ledit moule ;
- on ferme le moule, puis l'on injecte une matière thermoplastique (MTP) chargée, de façon à fabriquer la pièce (1 ).
L'étape de dépose de bandes (2) sur la surface de la pièce (1 ) moulée étant alors optionnelle.
Selon une seconde variante de réalisation, on dépose les bandes (2) sur une préforme de façon à obtenir au moins un renfort préformé. Ainsi le procédé de fabrication d'une pièce (1 ) de véhicule automobile comporte les étapes suivantes :
- on dépose localement sur les parois d'une préforme au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles, les bandes (2) étant déposées de façon non continue sur la préforme dans au moins zone, correspondant à une zone (4) de concentration d'efforts de la future pièce (1 ) moulée dans ledit moule ;
- on positionne la ou les préformes ainsi obtenues dans un moule ;
- on ferme le moule, puis l'on injecte une matière thermoplastique (MTP) chargée, de façon à fabriquer la pièce (1 ).
L'étape de dépose de bandes (2) sur la surface de la pièce moulée étant alors optionnelle.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de fabrication d'une pièce (1 ) de véhicule automobile, dans lequel on réalise d'abord ladite pièce (1 ) par moulage de matière thermoplastique (MTP) chargée, caractérisé en ce que l'on renforce ensuite ladite pièce (1 ) ainsi moulée en positionnant localement et en surface de la dite pièce (1 ) au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles, et en ce que l'on dépose de façon non continue les bandes (2) sur ladite pièce (1 ) dans au moins une zone (4) de concentration d'efforts.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel on dépose les bandes (2) en orientant les fibres (3) continues selon des directions privilégiées correspondant aux contraintes principales des efforts de la zone (4) de concentration d'efforts.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on dépose plusieurs bandes (2) les unes sur les autres.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise des bandes (2) de largeur inférieure à 1 ,3 centimètre.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise des bandes (2) comportant de la résine thermoplastique (RTP).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on dépose des bandes (2) sans résine thermoplastique en même temps que l'on dépose une résine thermoplastique (RTP) chauffée.
7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel on utilise une résine thermoplastique (RTP) ayant une température de fusion sensiblement identique à la température de fusion de la matière thermoplastique (MTP) de la pièce.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel on chauffe la résine thermoplastique (RTP) et/ou on chauffe ladite zone (4) de la pièce, lors de l'étape de dépose desdites bandes (2).
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, dans lequel la matière thermoplastique (MTP) est à base de polypropylène chargée de fibres de verre courtes, et la résine thermoplastique (RTP) est également à base de polypropylène.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise une matière thermoplastique (MTP) chargée de fibres de renfort et/ou de talc.
11 . Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise des fibres de renfort seules ou en combinaison, parmi les fibres suivantes : fibre de verre, fibre de carbone, fibre naturelle.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce (1 ) est une pièce semi-structurelle, telle qu'un ouvrant ou une doublure d'ouvrant.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la pièce (1 ) est une doublure intérieure de hayon, et la zone (4) de concentration d'efforts est choisie parmi l'un quelconque des éléments de l'ensemble constitué par une zone supérieure du hayon de fixation d'une charnière (4a), une zone latérale du hayon de reprise d'efforts de vérins (4b), et une zone latérale inférieure du hayon de fixation de serrure(4c).
14. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la pièce (1 ) est une doublure de porte latérale ou de capot.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que préalablement à l'étape de moulage de ladite pièce (1 ) dans un moule, on dépose localement sur des parois du moule au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles, les bandes (2) étant déposées de façon non continue sur le moule dans au moins une zone, correspondant à une zone (4) de concentration d'efforts de la future pièce (1 ) moulée dans ledit moule, et l'étape de dépose de bandes sur la surface de la dite pièce est optionnelle.
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que préalablement à l'étape de moulage de ladite pièce (1 ) dans un moule, on dépose localement sur les parois d'une préforme au moins un élément de renforcement comportant des bandes (2) de fibres (3) continues unidirectionnelles, les bandes (2) étant déposées de façon non continue sur la préforme dans au moins une zone correspondant à une zone (4) de concentration d'efforts de la future pièce (1 ) moulée dans ledit moule, puis l'on positionne la préforme ainsi obtenue dans le moule, et l'étape de dépose de bandes sur la surface de la dite pièce est optionnelle.
17. Pièce (1 ) de véhicule automobile, réalisée par moulage de matière thermoplastique (MTP) chargée et comprenant au moins un élément de renforcement dans au moins une zone (4) de concentration d'efforts, caractérisé en ce que l'élément de renforcement est un ensemble de bandes (2) discontinues de fibres (3) continues unidirectionnelles imprégnées de résine thermoplastique (RTP) rapporté en surface de la dite pièce (1 ).
18. Pièce selon la revendication 17, dans laquelle les fibres (3) des bandes sont orientées selon des directions privilégiées correspondant à des contraintes principales des efforts de la zone (4) de concentration d'efforts.
19. Pièce selon l'une des revendications 17 et 18, dans laquelle la pièce (1 ) est une pièce semi-structurelle, telle qu'un ouvrant ou une doublure d'ouvrant.
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