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LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 1 Les procédés TD Nivea

LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 1 Les procédés TD Niveau : Tale Baccalauréat Professionnel Plasturgie Date : 1er trimestre 2009 Durée : 4 heures Intitulé de la séquence: Les procédés TD Condition : Classe entière Salle : Salle de cours Ressources : Ordinateur portable, Vidéoprojecteur et accès Internet Pré-requis : Du pétrole aux plastiques Objectifs : • • Savoirs associés : Evaluation : Evaluation en fin de séquence LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 2 Les procédés TD SOMMAIRE Introduction ......................................................................................................................... 3 Les matières TD ................................................................................................................... 4 La Compression ................................................................................................................... 6 La Compression transfert .................................................................................................... 8 Les Procédés pour petite série Moulage au contact / Stratification au contact ......................................................... 10 Projection simultanée ................................................................................................ 13 Les Procédés pour moyenne série Moulage sous vide ou par depression ....................................................................... 15 Moulage par injection basse pression ....................................................................... 16 Les Procédés pour grandes séries Moulage par compression basse pression ................................................................ 17 Réalisation de corps creux Enroulement en continue .......................................................................................... 18 Enroulement filamentaire.......................................................................................... 19 Moulage par centrifugation ....................................................................................... 22 Le rotomoulage .......................................................................................................... 23 Production en continue Stratification en continue .......................................................................................... 25 La pultrusion .............................................................................................................. 26 LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 3 Les procédés TD Introduction Les Thermodurcissables : Rappel : Une matière thermodurcissable est un polymère qui durcit sous l'action d’une énergie (la chaleur par exemple), les molécules le constituant (monomères) se liant les unes aux autres pour le rendre plus rigide en formant un réseau tridimensionnel. Une matière thermodurcissable est possible à mettre en œuvre une seule fois, donc n’est pas recyclable. Principe de Mise en Oeuvre La mise en œuvre des thermodurcissables implique la réalisation d’un réseau tridimensionnel dans le moule. C’est-à-dire que la matière liquide ou visqueuse va devenir définitivement solide : c’est la réticulation. Lorsque la matière est solide, on dit qu’elle est réticulée. Il existe 3 méthodes de transformation • L’injection des TD : un ensemble vis / piston semblable à celui de l’injection des thermoplastiques permet un préchauffage et une plastification de la matière thermodurcissable, puis l’injection dans le moule chaud, ou va se produire la réticulation. • La compression : La matière est placée dans un moule chaud. Ce dernier se ferme sur la matière. • La compression transfert : La matière est placée dans un cylindre chauffant et un piston pousse la matière dans les empreintes. LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 4 Les procédés TD Les matières TD Il y a deux types de matière : • Les poudres à mouler : Les phénoplastes (formo-phénoliques) Les mélamines et urées formols (formaldéhydes) Les époxydes • Les pâtes ou compounds polyesters ou préimprégnés. (composites) LA MATIERE EN GENERAL Elle se compose : • D’une résine • D’un catalyseur ou durcisseur • D’un accélérateur • De charges, colorants, lubrifiants Elle peut se présenter sous trois formes : • Une poudre à mouler, ou granulés • Des compounds (pâte compacte) • Des pastilles prêtes à l’emploi Préformage ou pastillage : La poudre est comprimée à froid (200 à 500 bars) dans des moules cylindriques. Ces pastilles, de poids constant, sont plus faciles à manipuler et plus propres à l’utilisation. Pour raccourcir le temps de cycle, on préchauffe souvent la poudre ou les pastilles juste avant le moulage (gain de 50 à 80% du temps de moulage) LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 5 Les procédés TD Suite à la faible conductivité thermique de la matière, celle-ci chauffe lentement. La couche en contact avec la paroi du moule atteint la température de cuisson alors que l’intérieur est encore tiède ou froid. La cuisson se fait progressivement vers l’intérieur. Pour une pièce épaisse, le centre commence à durcir alors que l’extérieur est déjà solide. Conséquences : les gaz ne peuvent s’échapper Contraintes internes, distorsions, cassures Eviter les pièces épaisses et à fortes variations d’épaisseur Condensation d’humidité A l’intérieur de pièces épaisses moulées par compression LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 6 Les procédés TD La Compression Le principe Ce procédé consiste à donner dans un moule chaud sa forme à la matière première ou au semi-produit. La chaleur provoque dans un premier temps un ramollissement de la matière puis une cuisson qui la solidifie. La matière à transformer se présente sous des formes différentes : • En poudre qui sera mise sous forme de pastilles pour être transformée. • En un mélange de fibres et de résine qui forme une « choucroute ». • Des tissus préimprégnés de résine. La machine utilisée est une presse de compression. Elle se compose de deux plateaux horizontaux sur lesquels on fixe le moule. Plateau mobile Poinçon Matrice Plateau fixe Le moule comporte deux parties : La matrice (en creux) et le poinçon (en relief). Les matériaux Les matières utilisées se présentent sous forme de demi-produits : • poudre de phénol formol, de mélamine formol ou d’urée formol. Pour les matières techniques, on trouvera des poudres de résine époxy ou de diallyphtalate. • compound BMC (fibres de verre, résine polyester). • préimprégné SMC (tissus de verre et résines polyester ou époxydes) LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 7 Les procédés TD Le cycle de compression • On place la matière à mouler (poudre, pâte, prémix) dans le moule chauffé. • Le moule se ferme. La matière comprimée se ramollie sous l’action de la chaleur. Le ramollissement commence par les couches extérieures, ce qui entraîne un écoulement de la matière. La résine se ramollie provisoirement avant de réticuler. Elle durcit alors définitivement. Le moule reste fermé le temps de la réaction chimique. (S’il y a un dégagement gazeux lors de la réaction, on entrouvre le moule au début du moulage. • Ouverture et éjection. On enlève la pièce encore chaude. Les produits obtenus On réalise par compression des articles ménagers comme la vaisselle de camping ou des abattants de WC. On fabrique également des pièces industrielles dans le domaine électrique comme les coffrets d’alimentation ou des bouchons de flacons de verre dans le domaine du conditionnement. Dans le domaine automobile, on réalise des capots de voiture (par ex. BX Citroën). LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 8 Les procédés TD La compression transfert Le principe Par rapport à la compression, la matière est plastifiée à part puis transférée sous pression dans l’empreinte. C’est un principe qui se situe donc entre l’injection TD et la compression. La machine Elle est comparable à la presse de compression, mais on trouvera un pot de transfert au centre de la matrice. On place les pastilles préchauffées dans le pot de transfert. Le moule se ferme. Comme les pastilles viennent d’être préchauffées, on peut remonter presque immédiatement le piston, qui va pousser la matière dans les empreintes, ou elle va réticuler rapidement. Le cycle : Mise en place de la matière Chauffage => ramollissement Transfert Cuisson => réticulation Lors du démoulage, l’éjection se fait avec la carotte et le reste de matière qu’il y a dans le pot de transfert. Pression de transfert : 1200 à 1800 bars Image scannée LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 9 Les procédés TD Les matériaux Les matières utilisées se présentent sous forme de demi-produits : • poudre de phénol formol. • poudre de résine époxy, de diallyphtalate. • compound BMC (fibres de verre, résine polyester). Les poudres sont pastillées par compression à froid pour être manipulées aisément. Les produits obtenus On réalise par compression-transfert des articles ménagers comme les poignées de casseroles. On fabrique également des pièces industrielles dans le domaine électrique comme les carcasses de contacteurs ou des bobines enrobées. On réalise également le surmoulage d’inserts métalliques par cette méthode. LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 10 Les procédés TD PROCEDES POUR PETITES SERIES Moulage au contact / Stratification au contact Le principe Le renfort, mat ou tissu, carbone, kevlar, verre… est placé dans un moule, lui-même en plastique armé le plus souvent. Ce renfort est imprégné, manuellement, de résine catalysée et accélérée, puis ébullé. Accélérateur Catalyseur LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 11 Les procédés TD Plusieurs couches de renforts sont déposées jusqu'à l’obtention de l’épaisseur désirée. Auparavant, le moule est revêtu d’un agent de démoulage. Cire de démoulage Dans de nombreux cas, une fine couche de résine de surface (généralement colorée) dénommée « gel coat », y est déposée. Moule Pièce moulée Le moule est réalisé suivant le même procédé de moulage à partir d’un modèle, de préférence en bois, représentant la forme de la pièce à mouler. Il doit être rigide. Le matériel utilisé le plus fréquemment est : • des gants afin d’éviter tout contact de la peau avec la résine, • les rouleaux ébulleur • des pinceaux LES PROCEDES pour matière THERMODURCISSABLE Technologie 12 Les procédés TD Les matériaux Les matières utilisées sont de plusieurs natures : • Les résines de surface ou gel coat qui donnent les caractéristiques de surface. • Les matrices en résine polyester insaturée qui est catalysée et accélérée et les résines époxydes. • Les renforts en fibres de verre ou de carbone tissées ou non. Les produits obtenus On uploads/Science et Technologie/ procedes.pdf