FR2760983A1 - Procede de pliage d'un panneau sandwich a ame rigide - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de pliage d'un panneau sandwich (1) à âme rigide, du type comprenant deux parements métalliques (2, 3) minces, disposés à distance l'un de l'autre et réunis par une âme (4) formée par une couche en matériau polymère rigide. Ce procédé consiste à former sur le parement intérieur (2) au pliage au moins deux gorges (5, 6) rectilignes et parallèles, réalisées par déformation du parement intérieur (2) , à amorcer le pliage pour refermer au moins une gorge sur elle-même et à terminer le pliage pour rapprocher les gorges (5, 6) les unes des autres, comprimer l'âme rigide (4) et déployer vers l'intérieur du pli le métal du parement intérieur (2) situé entre lesdites gorges.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de pliage d'un panneau sandwich à âme rigide.
Ce type de panneaux sandwichs est formé de deux parements métalliques minces disposés à distance l'un de l'autre et réunis par une âme constituée d'une couche en un matériau polymère rigide, comme par exemple du polypropylène ou du polyéthylène.
Les panneaux sandwichs rigides sont généralement destinés à réaliser des habillages pour le bâtiment en façade ou en intérieur ou à réaliser des supports signalétiques, par exemple publicitaires.
Ces panneaux doivent présenter une excellente planéité sur des grandes dimensions et un bon compromis entre leur rigidité et leur poids.
En effet, compte tenu du domaine d'application de ces panneaux, par exemple dans le bâtiment pour réaliser des façades ou des habillages de cloisons ou de faux plafonds, il est nécessaire de réaliser des panneaux plans.
D'autre part, ces panneaux sandwichs doivent présenter une grande rigidité en flexion pour résister à l'affaissement sous l'effet de leur propre poids dans le cas d'une utilisation par exemple pour des faux plafonds ou pour résister aux effets des intempéries lorsqu'ils sont utilisés par exemple pour des habillages extérieurs des façades de bâtiments.
Enfin, ces panneaux doivent être les plus légers possibles afin de pouvoir manipuler de grands formats et ainsi, si leur rigidité le permet, de pouvoir utiliser de très grands formats afin de limiter le nombre d'éléments de support et d'accrochage de ces panneaux.
Ce compromis rigidité-poids est obtenu par l'utilisation de panneaux sandwichs formés de deux parements métalliques minces disposés à distance l'un de l'autre et réunis par une âme en matériau polymère rigide.
L'utilisation de ces panneaux nécessite de les mettre en forme notamment par pliage par exemple pour les fixer les uns aux autres ou sur des structures porteuses.
Le plus souvent, les plis ont un angle de 90 et plus et un rayon de courbure du parement extérieur de l'ordre de 1 à 2 fois l'épaisseur du panneau, afin, par exemple, de dissimuler les moyens de fixation et respecter l'esthétique du panneau.
Les parements métalliques sont en aluminium ou en alliage d'aluminium ou en acier.
Dans le cas de parements en aluminium ou en alliage d'aluminium, chaque parement a une épaisseur de l'ordre de 0,3 à 0,5mm et l'âme rigide a une épaisseur de l'ordre de 4mm.
Avec des parements en acier, chaque parement a une épaisseur comprise entre 0,1 et O,5mm et l'âme rigide a une épaisseur de l'ordre de 3mm.
Jusqu'à présent, pour plier ce genre de panneaux sandwichs à âme rigide selon un faible rayon de courbure égal par exemple à une ou deux fois l'épaisseur du panneau, il est connu d'usiner dans le parement intérieur et dans l'âme une rainure en forme de V par découpage du métal du parement intérieur et enlèvement d'une partie de l'âme, puis de réaliser le pliage au niveau de cette rainure.
Mais, cette méthode présente des inconvénients.
En effet, la découpe du parement intérieur entraîne une décohésion de la matière et de ce fait une diminution de la tenue mécanique du pli, ainsi que des risques de corrosion interne du parement intérieur au niveau de la découpe.
La diminution de la tenue mécanique du panneau sandwich au niveau du pli oblige à prévoir, dans certain cas, des équerres de renfort.
Pour plier les panneaux sandwichs comportant une âme formée d'un matériau non rigide ou fortement compressible, comme par exemple une mousse ou une laine minérale, il est connu de réaliser, sur le parement intérieur au pliage et dans le plan de pliage, une rainure profonde par déformation du métal de ce parement intérieur et ensuite de plier le panneau dans le plan de la rainure si bien que cette rainure pénètre encore plus profondément à l'intérieur de l'âme au cours de ce pliage.
En utilisant cette méthode de pliage avec un panneau sandwich formé de deux parements métalliques et d'une âme rigide, soit on délamine complètement au niveau du parement intérieur, soit on casse au niveau du parement extérieur au pliage, car il est impossible de former la rainure en faisant pénétrer le métal à l'intérieur d'une telle âme au cours du pliage surtout pour des angles de pliage de 900 et plus et des faibles rayons de courbure du parement extérieur.
L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé qui permet de plier à un faible rayon de courbure un panneau sandwich à âme rigide, tout en conservant à ce panneau sa tenue mécanique et en évitant les problèmes de corrosion au niveau du pli.
L'invention a donc pour objet un procédé de pliage d'un panneau sandwich à âme rigide, du type comprenant deux parements métalliques minces disposés à distance l'un de l'autre et réunis par une âme formée par une couche en matériau polymère rigide, caractérisé en ce que
- au cours d'une première étape, on forme sur le parement intérieur au pliage au moins deux gorges rectilignes et parallèles, réalisées par déformation dudit parement intérieur,
- au cours d'une deuxième étape, on amorce le pliage pour refermer au moins une gorge sur ellemême,
- et au cours d'une troisième étape, on termine le pliage pour rapprocher les gorges les unes des autres, comprimer l'âme rigide (4) et déployer vers l'intérieur du pli le métal du parement intérieur situé entre lesdites gorges.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- au cours de la première étape, on forme au moins deux gorges rectilignes et parallèles, disposées symétriquement par rapport au plan de pliage et, au cours de la deuxième étape, on amorce le pliage pour refermer les gorges sur elles-mêmes,
- au cours de la première étape, on forme, sur le parement intérieur et entre lesdites gorges, une gorge dans le plan de pliage,
- au cours de la première étape, on forme deux gorges rectilignes et parallèles, l'une d'entre elles étant disposée dans le plan de pliage et, au cours de la deuxième étape, on amorce le pliage pour refermer sur elle-même la gorge située dans le plan de pliage,
- la largeur de chaque gorge est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur de l'âme,
- la profondeur de chaque gorge est comprise entre 0,10 et 0,50 fois l'épaisseur de l'âme,
- la distance entre les axes de deux gorges successives est comprise entre 1 et 5 fois l'épaisseur de 1 'âme.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un panneau sandwich à âme rigide,
- les Figs. 2 à 4 sont des vues schématiques en coupe transversale montrant les différentes étapes du procédé de pliage conforme à l'invention d'un panneau sandwich à âme rigide,
- la Fig. 5 est une vue schématique en coupe transversale montrant une variante du procédé de pliage conforme à l'invention,
- les Figs. 6 et 7 sont des vues schématiques en coupe transversale montrant une autre variante du procédé de pliage conforme à l'invention.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement en coupe transversale un panneau à âme rigide désigné dans son ensemble par la référence 1.
Ce panneau sandwich 1 se compose de deux parements métalliques minces, respectivement 2 et 3, disposés à distance l'un de l'autre et réunis par une âme 4 formée par une couche en matériau polymère rigide, comme par exemple du polypropylène ou du polyéthylène.
L'âme rigide 4 est généralement reliée à chaque parement 2 et 3 par une couche de liaison adhésive, non représentée.
Sur les figures, les épaisseurs des parements métalliques 2 et 3 et de l'âme rigide 4 ont été volontairement agrandies de façon à faciliter la compréhension du procédé selon l'invention.
Les parements métalliques 2 et 3 sont en aluminium ou en alliage d'aluminium ou en acier.
Ces panneaux présentent un bon compromis rigidité-masse ainsi qu'une excellente planéité et ils peuvent être avantageusement réalisés en continu, par extrusion du polymère formant l'âme rigide 4 et colamination des parements 2 et 3.
Ce type de panneaux sandwichs rigides est généralement destiné à réaliser des habillages pour le bâtiment en façade ou en intérieur ou à réaliser des supports signalétiques, par exemple publicitaires.
D'une manière générale, le procédé de pliage selon l'invention consiste
- au cours d'une première étape, à former sur le parement 2 intérieur au pliage au moins deux gorges rectilignes et parallèles, réalisées par déformation dudit parement intérieur 2,
- au cours d'une deuxième étape, à amorcer le pliage pour refermer au moins une gorge sur ellemême,
- et au cours d'une troisième étape, à terminer le pliage pour rapprocher les gorges les unes des autres, comprimer l'âme rigide 4 et déployer vers l'intérieur du pli le métal du parement intérieur 2 situé entre lesdites gorges.
En se reportant maintenant aux Figs. 2 à 4, on va décrire les différentes étapes de pliage d'un tel panneau sandwich 1 avec des parements 2 et 3 d'épaisseur comprise entre 0,15 et 0,35mm.
Sur ces figures, on a représenté le plan de pliage P au niveau duquel le panneau sandwich 1 doit être plié selon un petit rayon de courbure.
Au cours d'une première étape, on crée sur le panneau sandwich 1 plan et de part et d'autre du plan de pliage P, au moins deux zones dont la résistance en compression orientée selon le plan du panneau sandwich 1 et perpendiculairement au plan de pliage comme représenté sur la Fig. 2 par les flêches
F, est plus faible que dans le reste du panneau sandwich 1.
Ainsi que représenté à la Fig. 2, ces zones sont formées par au moins deux gorges de faible profondeur, respectivement 5 et 6, rectilignes et parallèles, formées sur le parement 2 intérieur au pliage.
Ces gorges 5 et 6 de préférence en forme de
U sont disposées symétriquement par rapport au plan de pliage P et s'étendent sur toute la longueur dudit plan de pliage.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Fig. 2 à 4, les gorges sont au nombre de deux, mais plusieurs gorges peuvent être réalisées sur le parement intérieur 2, reparties symétriquement par rapport au plan de pliage P.
Selon une variante, une gorge peut également être formée sur le parement intérieur 2 entre les gorges 5 et 6 et sur le plan de pliage P.
Les gorges 5 et 6 sont réalisées à l'aide d'un outillage approprié par déformation du métal constituant le parement intérieur 2.
La largeur de chaque gorge 5 et 6 est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4 et la profondeur de chaque gorge 5 et 6 est comprise entre 0,10 et 0,40 fois l'épaisseur de ladite âme rigide 4 et de préférence comprise entre 0,10 et 0,30 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4.
D'autre part, la distance entre les axes des deux gorges 5 et 6 successives est comprise entre 1 et 5 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4.
D'une manière générale, la profondeur et la largeur des gorges 5 et 6 sont optimisées notamment en fonction des caractéristiques de rigidité et de compression du matériau constituant l'âme rigide 4.
Après avoir réalisé les gorges 5 et 6 sur le parement intérieur 2, on amorce le pliage au cours d'une deuxième étape représentée à la Fig. 3.
Ce pliage est réalisé, de manière classique, au moyen par exemple d'une presse plieuse constituée d'une matrice en forme de V et d'un couteau ou au moyen d'une plieuse à tablier.
Lors de cette deuxième étape, les gorges 5 et 6 se referment sur elles-mêmes de telle manière que les bords de chaque gorge viennent en contact l'un sur l'autre ce qui permet de redonner au panneau sandwich 1 sa rigidité.
Ensuite, au cours d'une troisième étape représentée à la Fig.4, on termine le pliage pour rapprocher les gorges 5 et 6 les unes des autres, comprimer l'âme rigide 4 et déployer vers l'intérieur du pli le métal du parement intérieur 2, situé entre lesdites gorges 5 et 6.
Du fait d'avoir comprimé l'âme rigide 4, le métal constitutif du parement intérieur 2 se déploie vers l'intérieur du pli.
En effet, du fait de la fermeture des gorges 5 et 6 lors de la deuxième étape du procédé, la zone à résistance en compression plus faible que le reste du panneau sandwich 1 s'est déplacée dans la portion A du parement intérieur 2 située entre lesdites gorges.
Ainsi, lors du pliage du panneau sandwich 1 selon un angle de pliage de 900 et plus et un faible rayon de courbure, cette portion A de ce parement intérieur 2 située entre les gorges 5 et 6 flambe légèrement vers l'intérieur du pli, comme représenté à la Fig. 4.
Ce procédé de pliage peut être avantageusement appliqué à des panneaux sandwichs à âme rigide constituée par exemple d'un polypropylène légèrement expansé, c'est à dire possédant un taux d'expansion compris entre 10 et 25% ou d'un polypropylène non expansé.
Le polypropylène faiblement expansé forme une plaque rigide et indéformable alors que le matériau lui même qui contient un pourcentage déterminé de cellules gazeuses incorporées dans ledit matériau est légèrement déformable.
Ainsi, les gorges 5 et 6 peuvent être réalisées sans aucune difficulté par déformation du métal du parement intérieur 2 dans l'âme rigide 4.
Dans ce cas, c'est à dire pour un polypropylène faiblement expansé, les gorges 5 et 6 sont de préférence espacées d'une distance de l'ordre de 3 à 5 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4.
Lors du pliage du panneau sandwich 1, dans un premier temps, les gorges 5 et 6 se referment sur elles-mêmes et le point inférieur de chacune de ces gorges 5 et 6 s'enfonce légèrement à l'intérieur de l'âme 4 ce qui évite toute décohésion entre cette âme 4 et le parement 2 intérieur au pliage.
Ensuite, lors de la poursuite du pliage, la zone du parement intérieur 2 située entre les gorges 5 et 6 repliées se déploie faiblement vers l'intérieur du pli et le matériau constituant l'âme rigide 4 suit ce léger flambement du fait de sa faible expansion, par une réorganisation des cellules gazeuses incorporées dans ce matériau.
De ce fait, il ne se produit aucune décohésion entre le parement 2 intérieur au pli et l'âme rigide 4 et le procédé selon l'invention permet de réaliser sur un tel panneau sandwich 1, un pliage selon un angle de 90 et plus et un faible rayon de courbure.
A titre d'exemple, avec une âme rigide 4 en polypropylène expansée à 10%, un panneau sandwich 1 d'épaisseur totale égale à 3mm et des parements en acier 2 et 3 ayant chacun une épaisseur de 0,24mm, on forme deux gorges 5 et 6 espacées de 4mm, de profondeur égale à 0,8mm et de largeur égale à 2mm et on peut réaliser sur le panneau sandwich 1 un rayon de courbure du parement extérieur 3 compris entre 4 et 5mm, sans décohésion des parements 2 et 3 de l'âme rigide 4 et sans rupture du parement extérieur 3 au niveau du plan de pliage P.
Dans le cas d'une âme 4 réalisée en polypropylène non expansé, on peut également former sur le panneau intérieur 2 des gorges peu profondes, c'est à dire moins profondes que dans le cas d'un matériau faiblement expansé.
La formation de ces gorges est possible du fait du fluage du matériau constituant l'âme rigide 4 au moment de la formation desdites gorges.
Au cours du pliage du panneau sandwich 1 dans le plan de pliage P, il peut se produire une légère décohésion dans la zone de pliage entre le parement intérieur 2 et l'âme rigide 4.
Pour éviter cela, on réalise sur le panneau intérieur 2 plus de deux gorges qui sont plus rapprochées les unes des autres.
Dans ce cas, les gorges sont séparées d'une distance comprise entre 1 et 3 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4.
Par exemple, on réalise une gorge Sa dans le plan de pliage P et deux gorges 5 et 6 rectilignes et parallèles, disposées symétriquement par rapport à ce plan de pliage P (Fig. 5) ou on réalise quatre gorges rectilignes et parallèles, disposées symétriquement par rapport au plan de pliage P.
Lors du pliage du panneau sandwich 1 selon un angle de pliage de 900 et plus et un faible rayon de courbure, le fait de réaliser plusieurs gorges à faible distance les unes des autres permet de multiplier le nombre de portions intermédiaires A et de ce fait de diminuer la taille de ces portions à angle de pliage et rayon de courbure identiques et par conséquent les risques de décohésion entre le parement intérieur 2 et l'âme rigide 4.
Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, il est possible de réaliser, sur des panneaux sandwichs à âme rigide formée en polypropylène non expansé, des faibles rayons de courbure, tout en conservant la cohésion entre l'âme rigide 4 et les parements métalliques 2 et 3 et en évitant une rupture du parement extérieur 3 lors du pliage, ou au moins en générant une décohésion très légère tout à fait acceptable entre l'âme rigide 4 et le parement intérieur 2.
A titre d'exemple avec une âme rigide 4 en polypropylène non expansé, un panneau sandwich 1 d'épaisseur totale de 3mm et des parements 2 et 3 en acier ayant chacun une épaisseur de 0,24mm, on forme quatre gorges espacées chacune de 2,5mm, de profondeur égale à 0,6mm et de largeur égale à 2mm et on peut réaliser sur un tel panneau sandwich 1 un rayon de courbure du parement extérieur égal à 6mm.
Le choix du nombre de gorges ainsi que l'espacement de ces gorges sont dictés par l'épaisseur totale du panneau sandwich 1, l'épaisseur de l'âme rigide 4, le matériau constitutif de cette âme, l'épaisseur des parements 2 et 3, essentiellement du parement 2 intérieur au pliage et du matériau constitutif de ces parements.
Pour un panneau sandwich épais dû à une âme épaisse ou à des parements épais, on multiplie le nombre de gorges.
En se reportant aux Figs. 6 et 7, on va décrire les différentes étapes de pliage d'un panneau sandwich 1 avec des parements 2 et 3 plus épais que dans le précédent mode de réalisation et par exemple des parements d'épaisseur comprise entre 0,30 et 0,50mm.
Au cours d'une première étape représentée à la Fig. 6, on crée sur le parement 2 intérieur au pliage une première gorge 7 située dans le plan de pliage P et, à une distance déterminée par rapport à cette première gorge 7, une seconde gorge 8.
Les gorges 7 et 8 forment deux zones dont la résistance en compression orientée selon le plan du panneau de sandwich 1 et perpendiculairement au plan de pliage est plus faible que dans le reste du panneau sandwich 1.
Les gorges 7 et 8 sont également réalisées à l'aide d'un outillage approprié par déformation du métal constituant le parement intérieur 2.
La largeur de chaque gorge 7 et 8 est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4 et la profondeur de chaque gorge 7 et 8 est comprise entre 0,20 et 0,50 fois l'épaisseur de ladite âme rigide 4.
La distance entre les axes des deux gorges 7 et 8 successives est comprise entre 1 et 5 fois l'épaisseur de l'âme rigide 4.
Au cours d'une deuxième étape, on amorce le pliage de telle manière que la gorge 7 située dans le plan de pliage P se referme sur elle-même, et que les bords de cette gorge 7 viennent en contact l'un sur l'autre tandis que la gorge 8 reste ouverte.
Ensuite, au cours d'une troisième étape représentée à la Fig. 7, on termine le pliage pour rapprocher les gorges 7 et 8 les unes des autres, comprimer l'âme rigide 4 et déployer vers l'intérieur du pli le métal du parement intérieur 2, situé entre lesdites gorges 7 et 8.
En effet, la résistance en compression de la zone intermédiaire A située entre les gorges 7 et 8 est plus faible que la résistance en compression de la gorge 8 située en dehors du plan de pliage P si bien qu'au cours de cette troisième étape, c'est le métal de ladite zone intermédiaire A qui se déploie vers l'intérieur du pli.
La gorge 8 permet de délimiter la zone dans laquelle le métal se déploie vers l'intérieur du pli.
A titre d'exemple, avec une âme rigide 4 en polypropylène expansée à 20%, un panneau sandwich 1 d'épaisseur totale égale à 2,8mm, des parements en acier 2 et 3 ayant une épaisseur de 0,40mm et une âme rigide 4 d'épaisseur égale à 2mm, on forme deux gorges 7 et 8 espacées de 6mm, de profondeur égale à lmm et de largeur égale à 2,5mm et on peut réaliser sur le panneau sandwich 1 une rayon de courbure du parement extérieur 3 de 3mm, sans décohésion des parements 2 et 3 de l'âme rigide 4 et sans rupture du parement extérieur 3 au niveau du plan de pliage P.
Le procédé de pliage selon l'invention permet donc de pouvoir plier des panneaux sandwichs à âme rigide selon un angle de pliage de 900 et plus et un faible rayon de courbure, tout en conservant à ce panneau sa tenue mécanique et d'obtenir une meilleur rigidité du pli et une meilleure tenue à la corrosion de ce pli.
Les gorges réalisées sur le parement intérieur au pliage n'ont pas forcément un profil identique ou les mêmes dimensions.
Enfin, le procédé de pliage selon l'invention permet de réaliser des panneaux sandwichs pliés de grande longueur et de pouvoir donner à ces plis des formes complexes.
Ce procédé est particulièrement bien adapté aux panneaux sandwichs à âme rigide et à parements en acier, car la capacité de l'acier à flamber sur lui même sur de très petites distances est meilleure que celle de l'aluminium.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Procédé de pliage d'un panneau sandwich (1) à âme rigide, du type comprenant deux parements métalliques (3) minces, disposés à distance l'un de l'autre et réunis par une âme (4) formée d'une couche en matériau polymère rigide, caractérisé en ce que
- au cours d'une première étape, on forme sur le parement intérieur (2) au pliage au moins deux gorges (5, 5a, 6 ; 7,8) rectilignes et parallèles, réalisées par déformation dudit parement intérieur (2),
- au cours d'une deuxième étape, on amorce le pliage pour refermer au moins une gorge sur ellemême,
- et au cours d'une troisième étape, on termine le pliage pour rapprocher les gorges (5, 5a ,6; 7, 8) les unes des autres, comprimer l'âme rigide (4) et déployer vers l'intérieur du pli le métal du parement intérieur (2) situé entre lesdites gorges.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de la première étape, on forme au moins deux gorges (5, 6) rectilignes et parallèles, disposés symétriquement par rapport au plan de pliage et, au cours de la deuxième étape, on amorce le pliage pour refermer les gorges (5, 6) sur elles-mêmes.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au cours de la première étape, on forme sur le parement intérieur (2) et entre lesdites gorges (5,6), une gorge (5a) dans le plan de pliage.
4.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de la première étape, on forme deux gorges (7, 8) rectilignes et parallèles, l'une (7) d'entre elles étant disposée dans le plan de pliage, et, au cours de la deuxième étape, on amorce le pliage pour refermer sur elle-même la gorge (7) située dans le plan de pliage.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la largeur de chaque gorge (5, 5a, 6 ; 7, 8) est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur de l'âme rigide (4).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la profondeur de chaque gorge (5, 5a, 6 ; 7, 8) est comprise entre 0,10 et 0,50 fois l'épaisseur de l'âme rigide (4).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la distance entre les axes de deux gorges (5, 5a, 6; 7, 8) successives est comprise entre 1 et 5 fois l'épaisseur de l'âme rigide (4).
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