Jean-François AGASSANT

Lorsqu’on fabrique des corps creux en polymère par extrusion-soufflage, il est parfois difficile de prévoir leur distribution d’épaisseur finale. La simulation numérique répond à cette problématique en permettant d’optimiser à la fois la géométrie du moule et les conditions de formage.

Comment fabriquer des revêtements de sol à partir de formulations de plastisol ? De telles formulations, très visqueuses, se déposent grâce à un procédé d’enduction à la racle dont les différents paramètres et contraintes sont examinés.

Le calandrage est un procédé de fabrication de feuilles ou de films par écrasement de la masse plastique, essentiellement appliqué à la transformation du PVC. Il se caractérise notamment par des débits très élevés, des largeurs importantes et une très bonne qualité en termes de planéité, fini de surface et stabilité dimensionnelle.

Les procédés de coextrusion consistent à faire s’écouler simultanément, au sein d’un même outillage, plusieurs polymères, afin d’obtenir un produit multicouche associant les caractéristiques de chacun. La modélisation de ces types d’écoulements permet d'établir des profils de vitesse pour une distribution uniforme des épaisseurs.

Mélanger des polymères et des charges revient le plus fréquemment à effectuer deux types d’opérations bien différentes : réduire la taille des entités à disperser et distribuer ces entités de façon homogène. Ces procédés impliquent la mise en œuvre d’écoulements complexes.

L'optimisation via la modélisation de la forme des filières, des moules et des paramètres du procédé repose sur la maîtrise de la rhéologie des polymères et des conditions aux limites cinématiques et thermiques. Exemple de différentes approches numériques selon les cas d’une filière d’extrusion, d’une moule d’injection et d’un soufflage de corps creux.

Le procédé de transformation des matières plastiques le plus répandu reste la fabrication par extrusion. Le rôle d’une filière d'extrusion est de fournir à la sortie de l'outillage un produit de dimension donnée, parfaitement uniforme du point de vue des débits et des températures, et en absence totale d’hétérogénéité. Ces caractéristiques sont essentielles pour obtenir un produit de qualité lors des phases qui suivent l'extrusion (étirage, conformation, refroidissement...). L'écoulement dans une filière est avant tout un problème de distribution. La conception géométrique de cet outillage doit permettre d’aboutir à une distribution satisfaisante, et ceci sous des débits même élevés. Les progrès de la simulation numérique et le développement des outils informatiques permettent aujourd'hui d'aborder la conception des filières d'extrusion de manière rationnelle et performante.

Découvrez les principaux outils de géométrie et de cinématique complexes permettant le mélange de plusieurs polymères ou d’un polymère avec des charges minérales ou des fibres de renfort. Ces opérations sont primordiales notamment dans la fabrication des nanocomposites.