WO2013131842A1 - Outil et procédé de réalisation d'un élément présentant une épaisseur réduite - Google Patents

Outil et procédé de réalisation d'un élément présentant une épaisseur réduite Download PDF

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WO2013131842A1
WO2013131842A1 PCT/EP2013/054246 EP2013054246W WO2013131842A1 WO 2013131842 A1 WO2013131842 A1 WO 2013131842A1 EP 2013054246 W EP2013054246 W EP 2013054246W WO 2013131842 A1 WO2013131842 A1 WO 2013131842A1
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nozzle
injection
outlet
cavity
wall
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PCT/EP2013/054246
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Gérald Marchetto
Jean-Jacques PESCE
Marc Bonneau
Original Assignee
Faurecia Interieur Industrie
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Publication date
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    • B29C2045/279—Controlling the flow of material of two or more nozzles or gates to a single mould cavity

Definitions

  • the present invention relates to a tool for producing an element having at least one zone of reduced thickness, the tool being of the type comprising an injection cavity delimited by a first wall intended to form the internal surface of the element and by a second wall intended to form the external surface of the element, said external surface being intended to be visible from the outside of the element, the tool further comprising at least one injection nozzle of a material of injection for forming the element, the outlet of said nozzle being in fluid communication with the injection cavity.
  • the element is in particular a vehicle lining element, such as for example an automobile door panel, which requires an integrity exterior appearance over large dimensions.
  • the invention also relates to a method of producing an element by means of such an embodiment tool.
  • the number of injection points is not sufficient to allow the cavity to be completely filled without greatly increasing the injection pressure and / or to provide an injection material having a greater fluidity. It is then necessary to modify the production tool or to change the injection material, which considerably increases the production costs.
  • the nozzles are generally arranged to inject the material into a zone of the cavity situated outside the zone intended to form a visible part of the packing element.
  • the nozzles are not suitable for producing an element having a satisfactory appearance if they are arranged in a zone intended to form a visible zone of the element, because the very fast flow of the material from each nozzle causes the presence of traces on the visible surface of the element to the right of the injection points due to the very small desired thickness of the element.
  • One of the aims of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a tool for producing a member having a small thickness making it possible to obtain an element having a satisfactory appearance without requiring a heavily modified production tool and using a standard injection material, while maintaining acceptable production rates.
  • the invention relates to an embodiment tool of the aforementioned type, wherein the outlet of the nozzle is in fluid communication with a zone of the first wall or the second wall in which the injection cavity is arranged to form the zone of reduced thickness of the element and the nozzle is arranged to open progressively between a closed position and an open position so as to progressively increase the injection rate of the injection material at the exit of the nozzle between its closed position and its open position.
  • the fact of arranging the nozzle in the zone having a reduced thickness makes it possible to position the nozzle so that the cavity is completely filled during the injection of the material.
  • Providing a gradually opening nozzle makes it possible to modulate the flow of the injected material so as to avoid any visible traces on the element even though the nozzle is disposed in an area of the cavity forming a visible zone of item.
  • the outlet of the nozzle is in fluid communication with a zone of the first wall so that the injection material is injected on the side intended to form the inner surface of the element;
  • the nozzle comprises a body extending upstream of the outlet of the nozzle, said body receiving the injection material to be injected into the injection cavity, a shutter of the outlet of the nozzle extending into said body and being mobile in translation in said body between a closed position in which the shutter closes the outlet of the nozzle and an open position in which the shutter is spaced from the outlet;
  • the body and the outlet of the nozzle extend upstream of the first wall or the second wall, the outlet of the nozzle opening into a channel connecting the outlet of the nozzle to the injection cavity, the shutter comprising a tip extending in said channel, when the shutter is in its closed position;
  • the body of the nozzle comprises a frustoconical zone having a frustoconical shape in axial section, said frustoconical zone extending directly upstream of the outlet, so that the volume of the nozzle increases progressively from the exit of the nozzle towards the upstream of the nozzle, so that the displacement of the shutter towards its open position causes an increase increase in the injection rate of the injection material at the outlet of the nozzle;
  • the body of the nozzle comprises a plurality of wings extending radially from the body of the nozzle towards the center of the nozzle, the flanges defining between them cells having a substantially frustoconical shape in radial section so that the volume of the cells increases from the center of the nozzle towards the body of the nozzle, so that the displacement of the shutter towards its open position leads to a gradual increase in the injection flow rate of the injection material at the outlet of the nozzle;
  • the shutter is held in the center of the nozzle by the radial wings of the body of the nozzle;
  • the speed of movement of the shutter is adjustable so as to adjust the injection rate of the injection material at the outlet of the nozzle;
  • the production tool comprises a plurality of injection nozzles whose output is in fluid communication with zones distributed in the first wall or in the second wall in which the injection cavity is arranged to form the zone of thickness; reduced packing element; and
  • the production tool also comprises at least one injection nozzle whose outlet is in fluid communication with the injection cavity outside the zone of the first wall or the second wall in which the injection cavity is arranged to form the area of reduced thickness of the element.
  • the invention also relates to a method of producing an element by means of a tool as described above, the method comprising the following steps:
  • FIG. 1 is a schematic representation of an element showing injection points of the injection material provided in the embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation in section of a portion of the embodiment tool according to the invention, showing an injection nozzle in the closed position,
  • FIG. 3 is a schematic representation in section of the portion of the tool of FIG. 2, the injection nozzle being in an intermediate position between the closed position and the open position,
  • FIG. 4 is a diagrammatic representation in section along the axis IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic representation in section of the portion of the tool of FIG. 2, the injection nozzle in the open position, and
  • FIG. 6 is a schematic representation in section along the axis VI-IV of FIG.
  • an element 1 such as a packing element, for example a door panel as shown in FIG. 1, comprising an outer surface 2, intended to be visible, and an inner surface 4, intended to be invisible and to be mounted on a portion of a vehicle, for example a motor vehicle.
  • Visible means that the outer surface 2 is not covered by a coating layer, such as a film, skin or other.
  • the visible surface of the lining element forms an appearance surface of this lining element and is intended to be visible and directly touched by a user.
  • At least one zone of the packing element 1 has a reduced thickness e between the outer surface 2 and the inner surface 4.
  • the thickness of the packing element is understood to mean the distance separating the outer surface 2 from the inner surface 4 .
  • the assembly of the packing element has a thickness e reduced between the outer surface 2 and the inner surface 4.
  • a constant reduced thickness element on the whole element makes it possible to obtain an element of packing 1 of particularly good quality, as will be described later.
  • the packing element has a reduced thickness in the area in which the outer surface 2 is visible and a thickness greater than the reduced thickness in a zone, in which the outer surface 2 is not intended to be visible, for example at the periphery of the packing element.
  • the visible area of the packing element 1 is formed by a zone of reduced thickness.
  • Reduced thickness means a thickness less than or equal to 2.2 mm, more particularly a thickness of between 1.8 mm and 2.2 mm and preferably between 1.9 mm and 2.1 mm, whereas a conventional packing element generally has a thickness of between 2.5 mm and 3 mm.
  • the packing element 1 may also comprise one or more functional elements such as ribs, staple doors, or the like on the surface opposite to the visible surface, that is to say extending from the inner surface. 4 of the packing element 1. This or these functional elements extend projecting from the inner surface 4, substantially perpendicular to it, opposite the outer surface 2.
  • the reduced thickness of the packing element is measured outside the one or more functional elements, which may have a thickness or thicknesses less than the reduced thickness and which comply, in a known manner, thickness ratios to avoid appearance defects on the visible surface.
  • the packing element 1 is made of an injection material 6, of the plastic material type, for example thermoplastic material of the polyester type, or polyolefin, homopolymer or copolymer, or for example PC + ABS (polycarbonate and acrylonitrile). butadiene-styrene), these materials being able to be reinforced by mineral fillers or by fibers, natural or glass, by injection of this material into an embodiment tool 8, of the type comprising a first part 10 and a second part 12 defining between they have an injection cavity 14 having substantially the shape of the lining element 1 to be produced.
  • the injection cavity 14 has a shape arranged to form a substantially planar element, this element being intended to be shaped subsequently in a press.
  • the material injection 6 is conventional for this type of application.
  • the present material at its specific transformation temperature, a viscosity ranging from 5 Pa.s to 1000 Pa.s at a specific shear rate range of injection ranging from 100 s "1 to 50 000s" 1 . Thanks to this characteristic, the material is injectable. It can then be used in most known injection processes, such as, for example, low pressure, high pressure injection, sandwich injection, bi-injection, compression injection and overmolding.
  • the specific transformation temperature is the temperature at which the material is sufficiently fluid to be injected into a cavity (for example between 220 and 240 ° C for polypropylenes and between 260 and 280 for polycarbonates (PC) and acrylonitrile polymers). butadiene styrene (ABS) This specific transformation temperature is specific to each material.
  • the production tool 8 is also conventional for this type of application.
  • the first and second parts 10 and 12 are movable relative to each other between a spaced position, in which the packing element can be removed from the tool 8, and a closed position in which they form the injection cavity 14 hermetically closed.
  • the cavity 14 is delimited by a first wall 16 formed by the first part 10 and by a second wall 18 formed by the second part 12, these walls extending opposite one another and being separated by a distance substantially equal to the thickness e of the packing element to be produced.
  • the first wall 16 is intended to form the inner surface 4 of the lining element 1 and the second wall 18 is intended to form the outer surface 2 of the lining element 1.
  • the cavity 14 may have a shape adapted to form in one piece the functional element or elements with the rest of the packing element by adapting the shape of the first wall 16 of the cavity accordingly, that is to say say by providing recessed areas having the shape of the functional elements to achieve.
  • the first wall 16 is separated from the second wall 18 by a distance equal to the reduced thickness e, for example less than or equal to 2.2 mm, at least in the zone of the cavity 14 for forming the reduced thickness area of the packing element 1, as shown in FIGS. 2, 3 and 5.
  • the distance separating the first wall 16 of the second wall 18 is constant and equal to the reduced thickness of the packing element.
  • the distance separating the first wall 16 from the second wall 18 increases in the area of the cavity intended to form this zone of greater thickness.
  • the production tool 8 comprises a plurality of nozzles 20 for injecting the injection material 6 into the cavity 14, the outlet of these nozzles 20 being in fluid communication with a zone opening into the cavity 14 on the first wall 16 and or on the second wall 18.
  • the position of these nozzles 20 with respect to the filling element to be produced is shown schematically in FIG. 1.
  • most of the nozzles 20 are arranged opposite a visible zone of the packing element 1, whereas they are usually arranged outside this zone in the prior art and arranged around the periphery of the packing element.
  • the position of the nozzles 20 directly in a visible zone of the packing element and not at the periphery thereof allows the nozzles 20 to be distributed over a larger surface of the packing element 1, thereby reducing the thickness of the injection cavity 14 while ensuring that the injection material 6 completely fills the cavity 14 without the need to increase the injection pressure or to provide a more fluid injection material 6 with respect to the art prior.
  • the cost of the production tool 8 and the manufacturing costs remain substantially identical to those of the prior art, while allowing to produce a lining element 1 of smaller thickness.
  • the production tool in connection with the production of a door panel, the production tool comprises twelve nozzles 20, ten of which are distributed opposite the visible zone of the packing element 1 and two are arranged on the periphery of this one. this. These different nozzles 20 are arranged according to a diagram provided to ensure the complete filling of the cavity 14 and are open to inject the injection material 6 into the cavity 14 in a sequence to be described later.
  • the nozzles 20 are arranged in the first part 10 of the tool 8 and their outlet is in fluid communication with a zone opening into the first wall 16.
  • the injection material 6 is injected on the side of the inner surface 4 of the packing element not to be visible from the outside thereof, and, for most of the nozzles, directly opposite the outer surface 2 for be visible from outside the packing element.
  • the outlet of the nozzles 20 arranged facing the visible zone of the packing element 1 extend along an axis substantially perpendicular to the second wall 18, that is to say along an axis substantially perpendicular to the visible external surface 4 of the packing element when it is in the cavity 14.
  • Each nozzle 20 comprises a body 22 connected to a reservoir (not shown) of injection material 6 on one side and comprising an outlet 24 in fluid communication with the cavity 14 of the other.
  • the outlet 24 is for example an opening arranged at one end of the body 22 opposite to that connected to a tank.
  • the outlet 24 and possibly the body 22 of the nozzle 20 extend along an axis substantially perpendicular to the second wall 18 of the the cavity 14, that is to say along an axis substantially perpendicular to the visible outer surface 4 of the packing element when it is in the cavity 14.
  • Each nozzle 20 comprises means, known per se, for conveying the injection material 6 of the reservoir at the outlet 24 where the material is injected into the cavity 14 at a predetermined pressure and in a flow, or flow, controlled. More particularly, each nozzle 20 is adapted so that the output stream 24 of the nozzle increases gradually when the nozzle 20 is open, as will now be described.
  • upstream and downstream are defined with respect to the direction of flow of the injection material 6.
  • the body 22 extends upstream of the outlet 24 and the reservoir extends upstream of the body.
  • the nozzle 20 extends upstream of the first wall 16 so that the outlet 24 of the nozzle 20 opens into a channel 25 connecting the outlet 24 of the nozzle 20 to the zone opening into the injection cavity 14.
  • the body 22 and its outlet 24 do not open directly into the cavity 14 and the injection material 6 passes through the channel 25 before reaching the cavity 14, the channel 25 comprising an outlet opening into the first wall 16.
  • the temperature of the nozzle in particular that of the nozzle body taken at its outlet arranged in the first wall of the cavity, is greater than that of the first wall of the first part of the tool taken near where the nozzles open into the cavity.
  • This difference in temperature generates differences in material flow around the injection point, which causes appearance defects on the visible surface.
  • the channel 25 extends along an axis substantially perpendicular to the second wall 18, that is to say along an axis substantially perpendicular to the outer surface. 4 visible from the packing element when it is in the cavity 14 and is therefore directly opposite the visible area of the packing element.
  • Each nozzle 20 comprises a shutter 26 of the outlet 24 movable between a closed position (FIG 2) in which the shutter 26 closes the outlet 24 so as to to prevent the injection material 6 from entering the cavity 14, that is to say that the flow of injection material at the outlet is zero, and an open position (FIG.5) in which the shutter is released of the outlet 24 and wherein the flow of injection material 6 at the nozzle outlet is at its maximum.
  • a closed position in which the shutter 26 closes the outlet 24 so as to to prevent the injection material 6 from entering the cavity 14, that is to say that the flow of injection material at the outlet is zero
  • an open position FIG.5
  • the shutter 26 gradually disengages (Fig. 3) from the outlet 24 and the flow of the injection material 6 at the nozzle outlet increases progressively from a zero flow to its maximum flow when the shutter 26 is in the open position.
  • the channel 25 has for example a cylindrical shape of revolution with a diameter of between 2 mm and 6 mm.
  • the shutter 26 is for example formed by a rod movable in translation in the body 22 of the nozzle 20 between its closed position and its open position and comprises at its downstream end a tip 28 of substantially complementary shape to that of the channel 25 so that the tip 28 extends into the channel 25 and blocks it when the shutter 26 is in its closed position, as shown in FIG. 2.
  • the outer surface of the nozzle 28 is in contact with the inner surface of the channel 25, when the shutter 26 is in its closed position so that the channel 25 is sealed by the nozzle 28 ' extending outside the nozzle 20.
  • the nozzle 28 extends completely into the channel 25 in the closed position of the shutter.
  • the surface of the end of the nozzle 28 thus extends in the continuity of the surface of the first wall 16, so that this first wall 16 does not have a discontinuity at the channel 25 when the shutter 26 is in the closed position.
  • the body 22 of the nozzle 20 widens by flaring linearly so that the body 22 has a frustoconical shape 30 in axial section, that is to say say in a plane extending along the axis of the nozzle 20, directly upstream of the outlet 24, so that the volume of the nozzle 20 increases progressively from the outlet 24 of the nozzle upstream of the nozzle .
  • Other forms may of course be used, for example parabolic, these other forms to ensure that the volume of the nozzle 20 increases gradually from the outlet 24 of the nozzle upstream of the nozzle.
  • the body 22 of the nozzle Upstream of the frustoconical zone 30, the body 22 of the nozzle has a substantially cylindrical shape of revolution.
  • the frustoconical zone 30 makes it possible to pass from a diameter substantially equal to that of the channel 25 directly upstream of the outlet 24 to a diameter that is substantially 3 to 6 times larger. directly upstream of the frustoconical zone 30. It is thus clear that the volume of injection material 6 present in the nozzle increases progressively in the frustoconical zone 30 from downstream to upstream.
  • the body 22 of the nozzle further comprises a plurality of wings 32 extending radially from the body 22 of the nozzle towards the center of the nozzle. At their downstream end, extending in the frustoconical zone 30, the wings 32 comprise a shoulder 34 extending up to the stem of the shutter 26 so as to ensure a centering of the shutter 26 in the body 22 of the nozzle and guide the tip 28 to the channel 25 when the shutter 26 moves to its closed position.
  • the body 22 of the nozzle comprises for example three fins 32 distributed on the perimeter of the body 22 and defining between them cells 36 extending between the body 22 of the nozzle and the shutter 26.
  • the distance between two fins 32 defining a cell 36 progressively decreases from the body 22 towards the center of the nozzle so that the cells 36 have substantially a frustoconical shape in radial section, that is to say in a plane extending substantially perpendicular to the axis of the nozzle.
  • the volume of the cells 36 progressively increases from the center of the nozzle 20 to the body 22 of the nozzle.
  • the transition from the closed position to the open position of the shutter 26 is done by moving the tip 28 of the shutter 26 in the frustoconical zone 30 in a downstream-upstream direction, so that more and more injection material 6 can pass through the outlet 24 as the opening of the nozzle 20 due to the shape of the cells 36 and the frustoconical zone 30, as can be understood by comparing FIGS. 6 which are cross-sectional views in radial plane in which the shutter 26 is in an intermediate position between the closed position and the open position (Fig. 4) and in the open position (Fig. 6) . It can be seen between these two figures that the quantity of injection material 6 coming out of the nozzle increases progressively so that the flow of the injection material 6 increases progressively during the opening of the nozzle 20.
  • the injection material 6 passes only through channels 38 of small size defined by the size of the cells 36 in the downstream bead of the frustoconical zone 30 as shown in FIG. 4.
  • the channel size has increased, allowing a larger amount of injection material to pass through the outlet.
  • the injection cavity 14 is closed by moving the first and second parts 10 and 14 of the tool 8 to their closed position.
  • one or more nozzles 20, called “upstream nozzles" forming a first group of nozzles 20 are open so that the injection material 6 flows into the cavity 14 from these upstream nozzles through the channels 25 and spreads in the cavity 14 around these nozzles.
  • the upstream nozzles are for example the nozzles disposed at the periphery of the packing element or one or more of the central nozzles.
  • the upstream nozzles are open so as to inject the injection material at a pressure substantially equal to that which the skilled person would use to inject conventional packing elements having a thickness of between 2.5 mm and 3 mm.
  • the injection material from the upstream nozzles spreads in the cavity and reaches the nozzle or nozzles 20, called downstream nozzles, forming a second group of nozzles 20, arranged around the upstream nozzles, as represented by the arrow f of FIG. 2.
  • the injection material 6 from an upstream nozzle has not reached a channel 25 in fluid communication with a downstream nozzle outlet 24, this downstream nozzle remains closed and does not inject material into the cavity.
  • the travel time of the shutter 26 is adjustable so as to adjust the injection rate of the injection material 6 at the outlet 24 of the nozzle.
  • the flow of injection material 6 at the outlet of the nozzle 20 is substantially perpendicular to the second wall 18, that is to say according to a axis substantially perpendicular to the visible outer surface 4 of the packing element when it is in the cavity 14, because of the orientation of the channel 25 and the outlet 24 of the nozzle 20.
  • This flow is then reoriented according to a direction substantially parallel to the second wall 18 due to the shape of the cavity 14. It will be noted that usually the injection of the flow directly opposite the visible zone and perpendicular to it is a source of appearance defect, this is not the case with the method according to the invention and by providing a reduced thickness in the visible zone.
  • each nozzle 20 The progressive opening of each nozzle 20 is controlled so that the flow of the injection material 6 circulating in the cavity does not undergo acceleration when the injection material 6 from this nozzle is added to the material circulating in the cavity . Indeed, for conventional nozzles opening abruptly at its maximum flow, the material from these nozzles causes an acceleration of the flow in the cavity, which forms marks on the outer surface of the element to the right places where the flow has suddenly accelerated. Due to the progressive opening of the nozzles 20, the flow undergoes substantially no acceleration and therefore does not form a mark on the outer surface 2 of the trim element produced. However, the gradual increase in the flow rate of each nozzle 20 makes it possible to maintain filling rates of the cavity and therefore production rates of the packing elements acceptable and comparable to those of the prior art.
  • the production tool 8 and the production method described above make it possible to obtain packing elements having a reduced thickness, for example less than or equal to 2.2 mm, or even less than or equal to 2 mm, which allows to lighten considerably the packing element thus obtained.
  • a packing element having a thickness substantially equal to 2 mm has a mass 15% to 20% lower than a conventional packing element having a thickness substantially between 2.5 mm and 2.7 mm.
  • the lining element obtained has a satisfactory appearance, without mark on its external surface 2 due to the injection of the injection material 6 and the production rates are maintained without incurring additional costs on the production tool or in the choice of the injection material 6.
  • the packing element is suitable for use directly after its completion, without finishing operation and without modifying its external surface 2, for example by adding a coating layer intended to modify its appearance and its texture.

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Abstract

L'outil de réalisation (8) comprend une cavité d'injection (14), délimitée par une première paroi (16) et par une deuxième paroi (18), et au moins une buse d'injection (20) d'un matériau d'injection (6) destiné à former l'élément, la sortie (24) de ladite buse étant en communication fluidique avec la cavité d'injection (14). La sortie (24) de la buse (20) est en communication fluidique avec une zone de la première paroi (16) ou de la deuxième paroi (18) dans laquelle la cavité d'injection (14) est agencée pour former la zone d'épaisseur réduite (e) de l'élément et la buse (20) est agencée pour s'ouvrir de façon progressive de façon à augmenter de façon progressive le débit d'injection du matériau d'injection (6) en sortie de la buse (20) entre sa position fermée et sa position ouverte.

Description

Outil et procédé de réalisation d'un élément présentant une épaisseur réduite
La présente invention concerne un outil de réalisation d'un élément présentant au moins une zone d'épaisseur réduite, l'outil étant du type comprenant une cavité d'injection délimitée par une première paroi destinée à former la surface interne de l'élément et par une deuxième paroi destinée à former la surface externe de l'élément, ladite surface externe étant destinée à être visible depuis l'extérieur de l'élément, l'outil comprenant en outre au moins une buse d'injection d'un matériau d'injection destiné à former l'élément, la sortie de ladite buse étant en communication fluidique avec la cavité d'injection.
L'élément est en particulier un élément de garnissage de véhicule, comme par exemple un panneau de porte d'automobile, qui requière un aspect extérieur irréprochable sur de grandes dimensions.
L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un élément au moyen d'un tel outil de réalisation.
Il est connu de réaliser des éléments, par exemple des éléments de garnissage tels que des panneaux de porte de véhicule ou des pièces de mobilier ou autre, par injection d'un matériau plastique dans une cavité d'injection présentant la forme de l'élément de garnissage à réaliser. Une ou plusieurs buses d'injection sont prévues pour déboucher dans la cavité afin d'injecter le matériau d'injection dans la cavité et remplir celle-ci afin de former l'élément. Le remplissage de la cavité se fait grâce à la pression d'injection appliquée sur le matériau et à la fluidité de ce matériau. Il est important que le remplissage de la cavité se fasse rapidement afin d'avoir des cadences de production acceptables. A cet effet, il est prévu d'utiliser des buses d'injection présentant un volume important et permettant un flux de matériau très rapide.
Cependant, lorsque l'on souhaite réaliser des éléments présentant une épaisseur très faible, par exemple pour des raisons de réduction de la masse de l'élément, tout en ayant une surface étendue, comme c'est le cas pour des panneaux de porte par exemple, le nombre de points d'injection n'est pas suffisant pour permettre de remplir entièrement la cavité sans augmenter fortement la pression d'injection et/ou prévoir un matériau d'injection présentant une plus grande fluidité. Il est alors nécessaire de modifier l'outil de réalisation ou de changer de matériau d'injection, ce qui augmente considérablement les coûts de production.
En outre, les buses sont généralement agencées pour injecter le matériau dans une zone de la cavité située en dehors de la zone destinée à former une partie visible de l'élément de garnissage. En effet, les buses ne sont pas adaptées à la réalisation d'un élément ayant un aspect satisfaisant si elles sont disposées dans une zone destinée à former une zone visible de l'élément, car le flux très rapide du matériau issu de chaque buse entraîne la présence de traces sur la surface visible de l'élément au droit des points d'injection du fait de la très faible épaisseur souhaitée de l'élément. Ainsi, il n'est pas possible de multiplier les points d'injection débouchant dans la cavité sans disposer certains de ces points dans une zone de la cavité destinée à former une zone visible de l'élément, ce qui entraîne des défauts d'aspects dans l'élément.
L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un outil de réalisation d'un élément présentant une faible épaisseur permettant d'obtenir un élément ayant un aspect satisfaisant sans nécessiter un outil de réalisation lourdement modifié et en utilisant un matériau d'injection standard, tout en conservant des cadences de production acceptables.
A cet effet, l'invention concerne un outil de réalisation du type précité, dans lequel la sortie de la buse est en communication fluidique avec une zone de la première paroi ou de la deuxième paroi dans laquelle la cavité d'injection est agencée pour former la zone d'épaisseur réduite de l'élément et la buse est agencée pour s'ouvrir de façon progressive entre une position fermée et une position ouverte de façon à augmenter de façon progressive le débit d'injection du matériau d'injection en sortie de la buse entre sa position fermée et sa position ouverte.
Le fait d'agencer la buse dans la zone présentant une épaisseur réduite permet de positionner la buse de telle façon que la cavité soit entièrement remplie lors de l'injection du matériau. Le fait de prévoir une buse s'ouvrant de façon progressive permet de moduler le flux du matériau injecté de sorte à éviter toute présence de traces visibles sur l'élément bien que la buse soit disposée dans une zone de la cavité formant une zone visible de l'élément. On obtient ainsi un élément présentant un aspect satisfaisant tout en ayant une très faible épaisseur et pouvant être réalisé avec un matériau standard à des cadences de production acceptables. Du fait de l'absence de traces visibles dues à l'injection, un tel élément peut être utilisé tel qu'il est obtenu en sortie de l'outil de réalisation, c'est-à-dire sans nécessiter de finition de l'élément sur sa surface visible, tel que l'ajout d'un film ou d'une peau sur cette surface.
Selon d'autres caractéristiques de l'outil de réalisation :
- la sortie de la buse est en communication fluidique avec une zone de la première paroi de sorte que le matériau d'injection est injecté du côté destiné à former la surface interne de l'élément ;
- la buse comprend un corps s'étendant en amont de la sortie de la buse, ledit corps recevant le matériau d'injection à injecter dans la cavité d'injection, un obturateur de la sortie de la buse s'étendant dans ledit corps et étant mobile en translation dans ledit corps entre une position de fermeture dans laquelle l'obturateur ferme la sortie de la buse et une position d'ouverture dans laquelle l'obturateur est écarté de la sortie ;
- le corps et la sortie de la buse s'étendent en amont de la première paroi ou de la deuxième paroi, la sortie de la buse débouchant dans un canal reliant la sortie de la buse à la cavité d'injection, l'obturateur comprenant un embout s'étendant dans ledit canal, lorsque l'obturateur est dans sa position de fermeture ;
- le corps de la buse comprend une zone tronconique ayant une forme tronconique en coupe axiale, ladite zone tronconique s'étendant directement en amont de la sortie, de sorte que le volume de la buse augmente progressivement de la sortie de la buse vers l'amont de la buse, de sorte que le déplacement de l'obturateur vers sa position d'ouverture entraîne une augmentation progression du débit d'injection du matériau d'injection en sortie de la buse ;
- le corps de la buse comprend une pluralité d'ailes s'étendant radialement du corps de la buse vers le centre de la buse, les ailes définissant entre elles des alvéoles présentant une forme sensiblement tronconique en coupe radiale de sorte que le volume des alvéoles augmente du centre de la buse vers le corps de la buse, de sorte que le déplacement de l'obturateur vers sa position d'ouverture entraîne une augmentation progressive du débit d'injection du matériau d'injection en sortie de la buse ;
- l'obturateur est maintenu au centre de la buse par les ailes radiales du corps de la buse ;
- la vitesse de déplacement de l'obturateur est réglable de sorte à permettre d'ajuster le débit d'injection du matériau d'injection en sortie de la buse ;
- l'outil de réalisation comprend une pluralité de buses d'injection dont la sortie est en communication fluidique avec des zones réparties dans la première paroi ou dans la deuxième paroi dans lesquelles la cavité d'injection est agencée pour former la zone d'épaisseur réduite de l'élément de garnissage ; et
- l'outil de réalisation comprend en outre au moins une buse d'injection dont la sortie est en communication fluidique avec la cavité d'injection en dehors de la zone de la première paroi ou de la deuxième paroi dans laquelle la cavité d'injection est agencée pour former la zone d'épaisseur réduite de l'élément.
L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un élément au moyen d'un outil tel que décrit ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- ouvrir au moins une première buse ou un premier groupe de buses d'injection amont de sorte que le matériau d'injection issu de ladite buse ou dudit premier groupe coule dans la cavité d'injection au moins jusqu'à une deuxième buse ou un deuxième groupe de buses d'injection disposée en aval de la première buse ou premier groupe de buses d'injection ;
- ouvrir progressivement ladite deuxième buse ou ledit deuxième groupe de buses d'injection lorsque le matériau d'injection issu de la première buse ou du premier groupe de buses d'injection s'étend en regard de la sortie de ladite deuxième buse ou dudit deuxième groupe de buses, l'ouverture progressive de ladite deuxième buse ou dudit deuxième groupe de buses étant agencée pour que l'injection du matériau issu de ladite deuxième buse ou dudit deuxième groupe n'entraîne sensiblement pas une accélération du flux de matériau s'écoulant dans la cavité d'injection ; et
- remplir la cavité d'injection au moyen du matériau issu des buses d'injection de sorte à former l'élément.
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la Fig. 1 est une représentation schématique d'un élément montrant les points d'injection du matériau d'injection prévus dans l'outil de réalisation selon l'invention,
- la Fig. 2 est une représentation schématique en coupe d'une partie de l'outil de réalisation selon l'invention, montrant une buse d'injection en position fermée,
- la Fig. 3 est une représentation schématique en coupe de la partie de l'outil de la Fig. 2, la buse d'injection se trouvant dans une position intermédiaire entre la position fermée et la position ouverte,
- la Fig. 4 est une représentation schématique en coupe selon l'axe IV-IV de la Fig.
3,
- la Fig. 5 est une représentation schématique en coupe de la partie de l'outil de la Fig. 2, la buse d'injection en position ouverte, et
- la Fig. 6 est une représentation schématique en coupe selon l'axe VI-IV de la Fig.
5.
En référence à la Fig. 1 , on décrit un élément 1 , tel qu'un élément de garnissage, par exemple un panneau de porte comme représenté sur la Fig. 1 , comprenant une surface externe 2, destinée à être visible, et une surface interne 4, destinée à être invisible et à être montée sur une partie d'un véhicule, par exemple un véhicule automobile. Par visible, on entend que la surface externe 2 n'est pas recouverte par une couche de revêtement, telle qu'un film, une peau ou autre. Ainsi, la surface visible de l'élément de garnissage forme une surface d'aspect de cet élément de garnissage et est destinée à pouvoir être vue et touchée directement par un utilisateur. Au moins une zone de l'élément de garnissage 1 présente une épaisseur e réduite entre la surface externe 2 et la surface interne 4. Par épaisseur de l'élément de garnissage, on entend la distance séparant la surface externe 2 de la surface interne 4.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble de l'élément de garnissage présente une épaisseur e réduite entre la surface externe 2 et la surface interne 4. Un élément d'épaisseur réduite constante sur tout l'élément permet d'obtenir un élément de garnissage 1 de particulièrement bonne qualité, comme cela sera décrit ultérieurement.
Selon un autre mode de réalisation, l'élément de garnissage présente une épaisseur réduite dans la zone dans laquelle la surface externe 2 est visible et une épaisseur supérieure à l'épaisseur réduite dans une zone, dans laquelle la surface externe 2 n'est pas destinée à être visible, par exemple en périphérie de l'élément de garnissage. La zone visible de l'élément garnissage 1 est formée par une zone d'épaisseur réduite.
Par épaisseur réduite, on entend une épaisseur inférieure ou égale à 2,2 mm, plus particulièrement une épaisseur comprise entre 1 ,8 mm et 2,2 mm et de préférence comprise entre 1 ,9 mm et 2,1 mm, alors qu'un élément de garnissage classique présente généralement une épaisseur comprise entre 2,5 mm et 3 mm.
L'élément de garnissage 1 peut également comprendre un ou des éléments fonctionnels tel que des nervures, des portes agrafes, ou autre sur la surface opposée à la surface visible, c'est-à-dire s'étendant à partir de la surface interne 4 de l'élément de garnissage 1 . Ce ou ces éléments fonctionnels s'étendent en saillie de la surface interne 4, sensiblement perpendiculairement à celle-ci, à l'opposé de la surface externe 2. L'épaisseur réduite de l'élément de garnissage est mesurée en dehors du ou des éléments fonctionnels, qui peuvent présenter une ou des épaisseurs inférieures à l'épaisseur réduite et qui respectent, de façon connue, des ratios d'épaisseurs pour éviter les défauts d'aspects sur la surface visible.
L'élément de garnissage 1 est réalisé en un matériau d'injection 6, du type matériau plastique, par exemple en matière thermoplastique du type polyester, ou polyoléfine, homopolymère ou copolymère, ou encore par exemple en PC+ABS (polycarbonate et acrylonitrile-butadiène-styrène), ces matériaux pouvant être renforcés par des charges minérales ou par des fibres, naturelles ou de verres, par injection de ce matériau dans un outil de réalisation 8, du type comprenant une première partie 10 et une deuxième partie 12 définissant entre elles une cavité d'injection 14 présentant sensiblement la forme de l'élément de garnissage 1 à réaliser. En variante, la cavité d'injection 14 présente une forme agencée pour former un élément sensiblement plan, cet élément étant destiné à être mis en forme par la suite dans une presse. Le matériau d'injection 6 est classique pour ce type d'application. De préférence, le matériau présente, à sa température de transformation spécifique, une viscosité allant de 5 Pa.s à 1000 Pa.s dans une gamme de vitesse de cisaillement spécifique à l'injection allant de 100 s"1 à 50 000 s"1. Grâce à cette caractéristique, le matériau est injectable. Il est alors utilisable dans la plupart des procédés d'injection connus, comme par exemple l'injection basse pression, haute pression, l'injection sandwich, la bi-injection, l'injection compression et le surmoulage. La température de transformation spécifique est la température à laquelle le matériau est suffisamment fluide pour pourvoir être injecté dans une cavité (par exemple entre 220 et 240 °C pour les polypropylènes et entre 260 et 280 ^ pour les polycarbonates (PC) et les polymères acrylonitrile butadiène styrène (ABS). Cette température de transformation spécifique est propre à chaque matériau.
En dehors des moyens pour injecter le matériau d'injection 6 dans la cavité 14, l'outil de réalisation 8 est également classique pour ce type d'application. Ainsi, les première et deuxième parties 10 et 12 sont mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position écartée, dans laquelle l'élément de garnissage peut être sorti de l'outil 8, et une position fermée dans laquelle elles forment la cavité d'injection 14 fermée de façon hermétique. La cavité 14 est délimitée par une première paroi 16 formée par la première partie 10 et par une deuxième paroi 18 formée par la deuxième partie 12, ces parois s'étendant en regard l'une de l'autre et étant séparées d'une distance sensiblement égale à l'épaisseur e de l'élément de garnissage à réaliser. La première paroi 16 est destinée à former la surface interne 4 de l'élément de garnissage 1 et la deuxième paroi 18 est destinée à former la surface externe 2 de l'élément de garnissage 1 .
La cavité 14 peut présenter une forme adapter pour former d'une seule pièce le ou les éléments fonctionnels avec le reste de l'élément de garnissage en adaptant la forme de la première paroi 16 de la cavité en conséquence, c'est-à-dire en y prévoyant des zones en creux présentant la forme des éléments fonctionnels à réaliser.
Pour former un élément de garnissage d'épaisseur réduite, la première paroi 16 est séparée de la deuxième paroi 18 d'une distance égale à l'épaisseur réduite e, par exemple inférieure ou égale à 2,2 mm, au moins dans la zone de la cavité 14 destinée à former la zone d'épaisseur réduite de l'élément de garnissage 1 , comme représenté sur les Fig. 2, 3 et 5. Ainsi, lorsqu'un élément de garnissage d'épaisseur réduite constante est réalisé, la distance séparant la première paroi 16 de la deuxième paroi 18 est constante et égale à l'épaisseur réduite de l'élément de garnissage. Dans le cas où une zone de l'élément de garnissage présente une épaisseur supérieure, la distance séparant la première paroi 16 de la deuxième paroi 18 augmente dans la zone de la cavité destinée à former cette zone d'épaisseur supérieure. L'outil de réalisation 8 comprend une pluralité de buses 20 d'injection du matériau d'injection 6 dans la cavité 14, la sortie de ces buses 20 étant en communication fluidique avec une zone débouchant dans la cavité 14 sur la première paroi 16 et/ou sur la deuxième paroi 18. La position de ces buses 20 par rapport à l'élément de garnissage à réaliser est représentée de façon schématique sur la Fig. 1 . Comme on peut le voir sur cette figure, la plupart des buses 20 sont disposées en regard d'une zone visible de l'élément de garnissage 1 , alors qu'elles sont usuellement disposées en dehors de cette zone dans l'art antérieur et agencées autour de la périphérie de l'élément de garnissage. La position des buses 20 directement dans une zone visible de l'élément de garnissage et non en périphérie de celui-ci permet de répartir les buses 20 sur une plus grande surface de l'élément de garnissage 1 , ce qui permet de réduire l'épaisseur de la cavité d'injection 14 tout en assurant que le matériau d'injection 6 remplit entièrement la cavité 14 sans nécessiter d'augmenter la pression d'injection ou de prévoir un matériau d'injection 6 plus fluide par rapport à l'art antérieur. Ainsi, le coût de l'outil de réalisation 8 et les coûts de fabrication restent sensiblement identiques à ceux de l'art antérieur, tout en permettant de réaliser un élément de garnissage 1 de plus faible épaisseur.
Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1 , en relation avec la réalisation d'un panneau de porte, l'outil de réalisation comprend douze buses 20, dont dix sont réparties en regard de la zone visible de l'élément de garnissage 1 et deux sont disposées en périphérie de celui-ci. Ces différentes buses 20 sont disposées selon un schéma prévu pour garantir le remplissage complet de la cavité 14 et sont ouvertes pour injecter le matériau d'injection 6 dans la cavité 14 selon une séquence qui sera décrite ultérieurement.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les buses 20 sont agencées dans la première partie 10 de l'outil 8 et leur sortie est en communication fluidique avec une zone débouchant dans la première paroi 16. Ainsi, le matériau d'injection 6 est injecté sur le côté de la surface interne 4 de l'élément de garnissage destinée à n'être pas visible depuis l'extérieur de celui-ci, et, pour la plupart des buses, directement en regard de la surface externe 2 destinée à être visible depuis l'extérieur de l'élément de garnissage. Plus particulièrement, la sortie des buses 20 disposées en regard de la zone visible de l'élément de garnissage 1 s'étendent selon un axe sensiblement perpendiculaire à la deuxième paroi 18, c'est-à-dire selon un axe sensiblement perpendiculaire à la surface externe 4 visible de l'élément de garnissage lorsqu'il est dans la cavité 14.
Chaque buse 20 comprend un corps 22 relié à un réservoir (non représenté) de matériau d'injection 6 d'un côté et comprenant une sortie 24 en communication fluidique avec la cavité 14 de l'autre. La sortie 24 est par exemple une ouverture agencée à une extrémité du corps 22 opposée à celle reliée à un réservoir. Comme indiqué ci-dessus, pour les buses 20 agencées en regard de la zone visible de l'élément de garnissage, la sortie 24 et éventuellement le corps 22 de la buse 20 s'étendent selon un axe sensiblement perpendiculaire à la deuxième paroi 18 de la cavité 14, c'est-à-dire selon un axe sensiblement perpendiculaire à la surface externe 4 visible de l'élément de garnissage lorsqu'il est dans la cavité 14. Chaque buse 20 comprend des moyens, connus en soi, pour acheminer le matériau d'injection 6 du réservoir à la sortie 24 où le matériau est injecté dans la cavité 14 à une pression prédéterminée et selon un flux, ou débit, contrôlé. Plus particulièrement, chaque buse 20 est adaptée pour que le flux en sortie 24 de buse augmente progressivement lorsque la buse 20 est ouverte, comme cela va à présent être décrit.
On définit les termes « amont » et « aval » par rapport au sens de circulation du matériau d'injection 6. Ainsi, le corps 22 s'étend en amont de la sortie 24 et le réservoir s'étend en amont du corps.
La buse 20 s'étend en amont de la première paroi 16 de sorte que la sortie 24 de la buse 20 débouche dans un canal 25 reliant la sortie 24 de la buse 20 à la zone débouchant dans la cavité d'injection 14. Ainsi, le corps 22 et sa sortie 24 ne débouchent pas directement dans la cavité 14 et le matériau d'injection 6 transite par le canal 25 avant d'atteindre la cavité 14, le canal 25 comprenant une sortie débouchant dans la première paroi 16. Un tel agencement permet d'améliorer la qualité d'aspect de la surface visible de l'élément de garnissage par rapport aux agencements de l'art antérieur, dans lesquels les buses débouchent directement dans la cavité, c'est-à-dire dont la sortie est agencée dans la première paroi de la cavité. En effet, lorsque les buses débouchent directement dans la cavité, la température de la buse, notamment celle du corps de buse prise au niveau de sa sortie agencée dans la première paroi de la cavité, est supérieure à celle de la première paroi de la première partie de l'outil prise à proximité de là où débouche les buses dans la cavité. Cette différence de température génère des différences de flux matière autour du point d'injection, source des défauts d'aspect sur la surface visible. Pour les buses agencées en regard de la zone visible de l'élément de garnissage, le canal 25 s'étend selon un axe sensiblement perpendiculaire à la deuxième paroi 18, c'est- à-dire selon un axe sensiblement perpendiculaire à la surface externe 4 visible de l'élément de garnissage lorsqu'il est dans la cavité 14 et se trouve donc directement en regard de la zone visible de l'élément de garnissage.
Chaque buse 20 comprend un obturateur 26 de la sortie 24 mobile entre une position de fermeture (Fig. 2) dans laquelle l'obturateur 26 bouche la sortie 24 de sorte à empêcher le matériau d'injection 6 de pénétrer dans la cavité 14, c'est-à-dire que le flux de matériau d'injection en sortie est nul, et une position ouverte (Fig. 5) dans laquelle l'obturateur est dégagé de la sortie 24 et dans laquelle le flux de matériau d'injection 6 en sortie de buse est à son maximum. Entre la position de fermeture et la position d'ouverture, l'obturateur 26 se dégage progressivement (Fig. 3) de la sortie 24 et le flux du matériau d'injection 6 en sortie de buse augmente progressivement d'un flux nul à son flux maximum lorsque l'obturateur 26 est en position d'ouverture.
Le canal 25 présente par exemple une forme cylindrique de révolution d'un diamètre compris entre 2 mm et 6 mm. L'obturateur 26 est par exemple formé par une tige mobile en translation dans le corps 22 de la buse 20 entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture et comprend à son extrémité aval un embout 28 de forme sensiblement complémentaire à celle du canal 25 de sorte que l'embout 28 s'étend dans le canal 25 et bouche celui-ci lorsque l'obturateur 26 est dans sa position de fermeture, comme représenté sur la Fig. 2. La surface externe de l'embout 28 est en contact avec la surface interne du canal 25, lorsque l'obturateur 26 est dans sa position de fermeture de sorte que le canal 25 est bouché de façon étanche par l'embout 28 s'étendant en dehors de la buse 20.
Dans un mode de réalisation particulier, l'embout 28 s'étend totalement dans le canal 25 en position de fermeture de l'obturateur. La surface de l'extrémité de l'embout 28 s'étend ainsi dans la continuité de la surface de la première paroi 16, de sorte que cette première paroi 16 ne présente pas de discontinuité au niveau du canal 25 lorsque l'obturateur 26 est en position de fermeture. Un tel agencement permet d'améliorer la qualité d'aspect de la surface visible de l'élément de garnissage par rapport aux agencements de l'art antérieur, dans lesquels l'embout ne s'étend pas totalement dans le canal.
Directement en amont de la sortie 24 et donc du canal 25, le corps 22 de la buse 20 s'élargit en s'évasant de façon linéaire de sorte que le corps 22 présente une forme tronconique 30 en coupe axiale, c'est-à-dire selon un plan s'étendant selon l'axe de la buse 20, directement en amont de la sortie 24, de sorte que le volume de la buse 20 augmente progressivement de la sortie 24 de la buse vers l'amont de la buse. D'autres formes pourront bien évidement être utilisées, par exemple parabolique, ces autres formes permettant de garantir que le volume de la buse 20 augmente progressivement de la sortie 24 de la buse vers l'amont de la buse. En amont de la zone tronconique 30, le corps 22 de la buse présente une forme sensiblement cylindrique de révolution. La zone tronconique 30 permet de passer d'un diamètre sensiblement égal à celui du canal 25 directement en amont de la sortie 24 à un diamètre sensiblement 3 à 6 fois plus grand directement en amont de la zone tronconique 30. On comprend donc que le volume de matériau d'injection 6 présent dans la buse augmente progressivement dans la zone tronconique 30 de l'aval vers l'amont.
Le corps 22 de la buse comprend en outre une pluralité d'ailes 32 s'étendant radialement du corps 22 de la buse vers le centre de la buse. A leur extrémité aval, s'étendant dans la zone tronconique 30, les ailes 32 comprennent un épaulement 34 s'étendant jusqu'à la tige de l'obturateur 26 de sorte à assurer un centrage de l'obturateur 26 dans le corps 22 de la buse et à guider l'embout 28 vers le canal 25 lorsque l'obturateur 26 se déplace vers sa position de fermeture. Comme représenté sur la Fig. 6, le corps 22 de la buse comprend par exemple trois ailettes 32 réparties sur le périmètre du corps 22 et définissant entre elles des alvéoles 36 s'étendant entre le corps 22 de la buse et l'obturateur 26. La distance séparant deux ailettes 32 définissant une alvéole 36 diminue progressivement du corps 22 vers le centre de la buse de sorte que les alvéoles 36 présentent sensiblement une forme tronconique en coupe radiale, c'est-à-dire selon un plan s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de la buse. Ainsi, le volume des alvéoles 36 augmente progressivement du centre de la buse 20 vers le corps 22 de la buse.
Le passage de la position de fermeture à la position d'ouverture de l'obturateur 26 se fait en déplaçant l'embout 28 de l'obturateur 26 dans la zone tronconique 30 selon une direction aval-amont, de sorte que de plus en plus de matériau d'injection 6 peut passer par la sortie 24 au fur et à mesure de l'ouverture de la buse 20 du fait de la forme des alvéoles 36 et de la zone tronconique 30, comme cela se comprend en comparant les figures 4 et 6 qui sont des vues en coupe selon un plan radial dans lesquelles l'obturateur 26 est dans une position intermédiaire entre la position de fermeture et la position d'ouverture (Fig. 4) et dans la position d'ouverture (Fig. 6). On constate entre ces deux figures que la quantité de matériau d'injection 6 sortant de la buse augmente progressivement de sorte que le flux du matériau d'injection 6 augmente progressivement lors de l'ouverture de la buse 20. Ainsi, lorsque l'embout 28 se trouve en dehors du canal 25 dans la partie aval de la zone tronconique 30, le matériau d'injection 6 ne passe que par des canaux 38 de faible dimension définis par la taille des alvéoles 36 dans la parie aval de la zone tronconique 30, comme représenté sur la Fig. 4. Lorsque l'embout 28 se trouve plus en amont, comme représenté sur la Fig. 6, la taille des canaux a augmenté, ce qui permet à une plus grande quantité de matériau d'injection de passer par la sortie.
En commandant la vitesse de déplacement de l'obturateur 26, il est donc possible de régler le flux de matériau 6 sortant de la buse et en particulier de prévoir une augmentation régulière de ce flux lors de l'ouverture de la buse 20. Une telle augmentation progressive et une séquence particulière d'ouverture des buses 20 permet de réaliser un élément de garnissage 1 ne présentant sensiblement par de marque due à l'injection du matériau sur sa surface externe 2, bien que les buses 20 se trouvent dans une zone de la cavité d'injection 14 agencée pour former la zone d'épaisseur réduite e, comme cela va à présent être décrit en relation avec le procédé de réalisation d'un élément de garnissage 1 au moyen d'un outil de réalisation 8 tel que décrit ci-dessus.
Au cours d'une première étape du procédé, la cavité d'injection 14 est fermée en déplaçant la première et la deuxième parties 10 et 14 de l'outil 8 vers leur position fermée. Ensuite, une ou plusieurs buses 20, dites « buses amont » formant un premier groupe de buses 20, sont ouvertes de sorte que le matériau d'injection 6 s'écoule dans la cavité 14 à partir de ces buses amont en passant par les canaux 25 et se répand dans la cavité 14 autour de ces buses. Les buses amont sont par exemple les buses disposées en périphérie de l'élément de garnissage ou l'une ou plusieurs des buses centrales. Les buses amont sont ouvertes de façon à injecter le matériau d'injection à une pression sensiblement égale à celle que l'homme du métier utiliserait pour injecter des éléments de garnissage classique présentant une épaisseur comprise entre 2.5 mm et 3 mm.
Du fait de cette pression et de la fluidité du matériau d'injection 6, le matériau d'injection issu des buses amont se répand dans la cavité et atteint la ou les buses 20, dites buses aval, formant un deuxième groupe de buses 20, disposées autour des buses amont, comme représenté par la flèche f de la Fig. 2. Comme on peut le voir sur cette figure, tant que le matériau d'injection 6 issu d'une buse amont n'a pas atteint un canal 25 en communication fluidique avec une sortie 24 de buse aval, cette buse aval reste fermée et n'injecte pas de matériau dans la cavité.
Lorsque le matériau d'injection 6 issu d'une buse amont passe en regard du canal 25 en communication fluidique avec la sortie 24 d'une buse aval, comme représenté sur la Fig. 3, on débute l'ouverture progressive de cette buse aval de sorte que cette buse aval injecte à un flux progressif du matériau d'injection 6 dans la cavité 14, ce matériau issu de la buse aval s'ajoutant au matériau issu de la buse amont, comme représenté par la flèche F de la Fig. 5. Chaque buse 20 de l'outil est ainsi ouverte de façon progressive lorsque le matériau d'injection issu d'autres buses passe en regard du canal 25 en communication fluidique avec sa sortie 24 jusqu'à ce que toutes les buses 20 soient ouvertes et que le matériau d'injection 6 remplisse entièrement la cavité d'injection. Le temps pour déplacer l'obturateur entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture, permet de régler l'augmentation du débit en sortie de buse. En tout état de cause, le temps de déplacement de l'obturateur 26 est réglable de sorte à permettre d'ajuster le débit d'injection du matériau d'injection 6 en sortie 24 de la buse. Pour les buses agencées en regard de la zone visible de l'élément de garnissage, le flux de matériau d'injection 6 en sortie de buse 20 est sensiblement perpendiculaire à la à la deuxième paroi 18, c'est-à-dire selon un axe sensiblement perpendiculaire à la surface externe 4 visible de l'élément de garnissage lorsqu'il est dans la cavité 14, du fait de l'orientation du canal 25 et de la sortie 24 de la buse 20. Ce flux est ensuite réorienté selon une direction sensiblement parallèle à la deuxième paroi 18 du fait de la forme de la cavité 14. On notera qu'habituellement, l'injection du flux directement en regard de la zone visible et perpendiculairement à celle-ci est source de défaut d'aspect, ce qui n'est pas le cas avec le procédé selon l'invention et en prévoyant une épaisseur réduite dans la zone visible.
L'ouverture progressive de chaque buse 20 est pilotée pour que le flux du matériau d'injection 6 circulant dans la cavité ne subisse pas d'accélération lorsque le matériau d'injection 6 issu de cette buse s'ajoute au matériau circulant dans la cavité. En effet, pour des buses classiques s'ouvrant de façon brutale à son débit maximal, le matériau issu de ces buses entraîne une accélération du flux dans la cavité, ce qui forme des marques sur la surface externe de l'élément au droit des endroits où le flux a brutalement accéléré. Grâce à l'ouverture progressive des buses 20, le flux ne subit sensiblement pas d'accélération et ne forme donc pas de marque sur la surface externe 2 de l'élément de garnissage réalisé. Toutefois, l'augmentation progressive du débit de chaque buse 20 permet de conserver des cadences de remplissage de la cavité et donc des cadences de production des éléments de garnissages acceptables et comparables à celles de l'art antérieur. L'augmentation du nombre de buse d'injection 20 pour la réalisation d'un élément de garnissage de faible épaisseur comparé à un élément de garnissage classique permet en outre de respecter des cadences de production acceptables et comparable à celles de l'art antérieur. Même si la réduction du volume injectable par la présence de zones tronconiques peut être vu comme une source de réduction des cadences de productions par l'homme du métier, celles-ci sont avantageusement utilisées en les multipliant et en les utilisant pour la réalisation d'élément d'habillage présentant une épaisseur réduite, i.e. présentant un volume de cavité réduite.
L'outil de réalisation 8 et le procédé de réalisation décrits ci-dessus permettent d'obtenir des éléments de garnissage présentant une épaisseur réduite, par exemple inférieure ou égale à 2,2 mm, voire inférieure ou égale à 2 mm, ce qui permet d'alléger considérablement l'élément de garnissage ainsi obtenu. A titre d'exemple, un élément de garnissage présentant une épaisseur sensiblement égale à 2 mm présente une masse inférieure de 15% à 20% par rapport à un élément de garnissage classique présentant une épaisseur sensiblement comprise entre 2,5 mm et 2,7 mm. L'élément de garnissage obtenu présente un aspect satisfaisant, sans marque sur sa surface externe 2 due à l'injection du matériau d'injection 6 et les cadences de production sont maintenues sans entraîner de surcoûts sur l'outil de réalisation ou dans le choix du matériau d'injection 6. L'élément de garnissage est apte à être utilisé directement après sa réalisation, sans opération de finition et sans modifier sa surface externe 2, par exemple en y ajoutant une couche de revêtement visant à modifier son aspect et sa texture.
Le fait de former un élément de garnissage d'épaisseur réduite constante permet d'éviter les problèmes de défaut d'aspect et de gauchissement, car la vitesse de refroidissement du matériau injecté 6 est alors constante sur tout l'élément de garnissage, ce qui évite l'apparition d'un gradient de température de refroidissement, source de gauchissement de l'élément, c'est-à-dire que l'élément acquière, après son refroidissement, une forme différente de celle voulue et qui est obtenue en sortie de la cavité 14.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Outil de réalisation (8) d'un élément (1 ) présentant au moins une zone d'épaisseur (e) réduite, ledit outil (8) comprenant une cavité d'injection (14) délimitée par une première paroi (16) destinée à former la surface interne (4) de l'élément et par une deuxième paroi (18) destinée à former la surface externe (2) de l'élément, ladite surface externe étant destinée à être visible depuis l'extérieur de l'élément, l'outil (8) comprenant en outre au moins une buse d'injection (20) d'un matériau d'injection (6) destiné à former l'élément, la sortie (24) de ladite buse étant en communication fluidique avec la cavité d'injection (14), caractérisé en ce que la sortie (24) de la buse (20) est en communication fluidique avec une zone de la première paroi (16) ou de la deuxième paroi (18) dans laquelle la cavité d'injection (14) est agencée pour former la zone d'épaisseur réduite (e) de l'élément et en ce que la buse (20) est agencée pour s'ouvrir de façon progressive entre une position fermée et une position ouverte de façon à augmenter de façon progressive le débit d'injection du matériau d'injection (6) en sortie de la buse (20) entre sa position fermée et sa position ouverte.
2. - Outil de réalisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la sortie (24) de la buse (20) est en communication fluidique avec une zone de la première paroi (16) de sorte que le matériau d'injection (6) est injecté du côté destiné à former la surface interne (4) de l'élément.
3. - Outil de réalisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse (20) comprend un corps (22) s'étendant en amont de la sortie (24) de la buse (20), ledit corps (22) recevant le matériau d'injection (6) à injecter dans la cavité d'injection (14), un obturateur (26) de la sortie (24) de la buse s'étendant dans ledit corps (22) et étant mobile en translation dans ledit corps (22) entre une position de fermeture dans laquelle l'obturateur (26) ferme la sortie (24) de la buse et une position d'ouverture dans laquelle l'obturateur (26) est écarté de la sortie (24).
4. - Outil de réalisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps (22) et la sortie (24) de la buse (20) s'étendent en amont de la première paroi (16) ou de la deuxième paroi (18), la sortie (24) de la buse débouchant dans un canal reliant la sortie de la buse (24) à la cavité d'injection (14), l'obturateur (26) comprenant un embout (28) s'étendant dans ledit canal, lorsque l'obturateur (26) est dans sa position de fermeture.
5. - Outil de réalisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le corps (22) de la buse (20) comprend une zone tronconique (30) ayant une forme tronconique en coupe axiale, ladite zone tronconique (30) s'étendant directement en amont de la sortie (24), de sorte que le volume de la buse (20) augmente progressivement de la sortie (24) de la buse vers l'amont de la buse (20), de sorte que le déplacement de l'obturateur (26) vers sa position d'ouverture entraîne une augmentation progression du débit d'injection du matériau d'injection (6) en sortie de la buse (20).
6. - Outil de réalisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le corps (22) de la buse comprend une pluralité d'ailes (32) s'étendant radialement du corps (22) de la buse (20) vers le centre de la buse (20), les ailes (32) définissant entre elles des alvéoles (36) présentant une forme sensiblement tronconique en coupe radiale de sorte que le volume des alvéoles (36) augmente du centre de la buse (20) vers le corps (22) de la buse (20), de sorte que le déplacement de l'obturateur (26) vers sa position d'ouverture entraîne une augmentation progressive du débit d'injection du matériau d'injection (6) en sortie de la buse (20).
7. - Outil de réalisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'obturateur (26) est maintenu au centre de la buse (22) par les ailes (32) radiales du corps (22) de la buse (20).
8.- Outil de réalisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la vitesse de déplacement de l'obturateur (26) est réglable de sorte à permettre d'ajuster le débit d'injection du matériau d'injection (6) en sortie (24) de la buse.
9. - Outil de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de buses (20) d'injection dont la sortie (24) est en communication fluidique avec des zones réparties dans la première paroi (16) ou dans la deuxième paroi (18) dans lesquelles la cavité d'injection (14) est agencée pour former la zone d'épaisseur (e) réduite de l'élément de garnissage.
10. - Outil de réalisation selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une buse (20) d'injection dont la sortie (24) est en communication fluidique avec la cavité d'injection (14) en dehors de la zone de la première paroi (16) ou de la deuxième paroi (18) dans laquelle la cavité d'injection (14) est agencée pour former la zone d'épaisseur (e) réduite de l'élément.
1 1 . - Procédé de réalisation d'un élément (1 ) au moyen d'un outil de réalisation (8) selon la revendication 9 ou 10, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- ouvrir au moins une première buse ou un premier groupe de buses d'injection (20) amont de sorte que le matériau d'injection (6) issu de ladite buse (20) ou dudit premier groupe coule dans la cavité d'injection (14) au moins jusqu'à une deuxième buse ou un deuxième groupe de buses d'injection (20) disposée en aval de la première buse ou premier groupe de buses d'injection, - ouvrir progressivement ladite deuxième buse ou ledit deuxième groupe de buses d'injection (20) lorsque le matériau d'injection (6) issu de la première buse ou du premier groupe de buses d'injection (20) s'étend en regard de la sortie (24) de ladite deuxième buse ou dudit deuxième groupe de buses, l'ouverture progressive de ladite deuxième buse ou dudit deuxième groupe de buses (20) étant agencée pour que l'injection du matériau (6) issu de ladite deuxième buse ou dudit deuxième groupe n'entraîne sensiblement pas une accélération du flux de matériau (6) s'écoulant dans la cavité d'injection (14),
- remplir la cavité d'injection (14) au moyen du matériau issu des buses d'injection (20) de sorte à former l'élément.
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