Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Patrick BINSE : Responsable de productionPaturle Composites
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le vocable pultrusion est une contraction des termes anglo-saxons pull (tirer) et extrusion. La pultrusion est un procédé industriel modulable de fabrication de matériaux composites à matrice organique (thermoplastique ou thermodurcissable), qui permet l’obtention en continu de profilés de section géométrique constante.
La pultrusion est apparue industriellement en 1948. La croissance de ce procédé a été très limitée pendant de nombreuses années à cause des faibles performances à la fois des matrices thermodurcissables et des machines. Sous l’impulsion des États-Unis, la pultrusion a connu ensuite un essor constant depuis une vingtaine d’années grâce à l’extrême variété des combinaisons réalisables (fibres de renfort, matrices, géométrie).
Procédé continu, la pultrusion peut être comparée à l’extrusion des thermoplastiques ou de l’aluminium (filage).
Les principaux avantages des produits pultrudés sont :
-
leur légèreté (70 % du poids d’un profilé en aluminium de propriétés équivalentes) ;
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leurs propriétés mécaniques bien meilleures que celles des profilés thermoplastiques non renforcés ;
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par rapport aux profilés en aluminium, leurs propriétés supérieures :
-
de résistance chimique,
-
de résistance thermique (stabilité dimensionnelle, isolation),
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d’isolation électrique ;
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-
la possibilité d’adapter le couple fibre-matrice aux contraintes du cahier des charges ;
-
les possibilités de renforts locaux et de coloration par pigments.
Les principaux inconvénients restent :
-
le coût encore élevé des profilés, malgré une consommation d’énergie plus faible et une filière moins coûteuse que pour l’extrusion de l’aluminium ;
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la complexité des calculs de structures ;
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la longueur de la mise au point et des réglages pour des profilés complexes ;
-
la nécessité d’une main-d’œuvre qualifiée ;
-
la conception délicate des outillages.
Comme exemples de produits pultrudés, citons :
-
en génie électrique : chemins de câble, isolateurs pour transformateur, perches isolantes, échelles ;
-
parmi les applications anticorrosion : conduites pour fluides, garde-corps, échelles, boulonnerie ;
-
en sports et loisirs : cannes de hockey, bâtons de ski, cannes de golf, flèches, lattes de voile ou de cerf-volant ;
-
dans le bâtiment : boulons d’ancrage, panneaux de façade, câbles de traction, poutres, signalisations, fenêtres, bancs de stade ;
-
dans les transports : assemblages de panneaux isolants.
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Caractéristiques générales des procédés de pultrusion6. Contrôle qualité des produits pultrudés
6.1 Défauts et actions correctives
Avant toute action corrective sur la ligne, il faut définir précisément le problème à résoudre et sa fréquence d’apparition.
Les défauts les plus usuels et leurs causes ou remèdes sont :
-
fissuration : vitesse de tirage trop importante, exothermicité trop forte, trop ou pas assez de catalyseur ;
-
cloque ou bulle : vitesse de tirage trop élevée ou température de filière trop basse ;
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dureté trop faible : réticulation insuffisante en raison de la température de filière trop basse ;
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retrait important : formuler le mélange, ajouter de l’agent antiretrait, augmenter le taux de renfort ou de charge ;
-
blocage en filière : température trop élevée à l’entrée de filière (donc réduire le préchauffage), taux de renfort trop élevé, ou mauvais état de surface de la filière ;
-
gauchissement du profilé : chauffage dissymétrique, tension importante des renforts, dissymétrie dans le positionnement des renforts ;
-
rupture des fils : embarrage trop fort (diminuer la tension des fils), bourre trop importante (à nettoyer), qualité de l’ensimage (à améliorer).
6.2 Gestion des rebuts
Les rebuts pultrudés à base de résine thermodurcissable sont recyclés après broyage fin, pour servir de charge dans des formulations destinées à la pultrusion ou au moulage par compression des SMC et BMC. Ce recyclage est assuré par des sociétés spécialisées (Valcor...).
En ce qui concerne les profilés thermoplastiques, les déchets sont plus facilement recyclables : après broyage grossier, les granulés obtenus, de 5 à 10 mm de diamètre, peuvent être incorporés dans les compounds pour injection à des taux pouvant atteindre 30 % environ en masse.
HAUT DE PAGE6.3 « Traçabilité »
Le suivi des profilés est facilité...
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Contrôle qualité des produits pultrudés
ANNEXES
1 Données statistiques et économiques
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Équipement et outillage
En 2002, le coût d'une ligne de production de pultrusion était de l'ordre de 150 à 450 ke. Ce prix inclut le cantre, et les systèmes de régulation de température, de traction et de découpe. La plupart des machines sont équipées de régulateurs électroniques et de systèmes d'acquisition de données performants. Les principales caractéristiques de ces machines sont :
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enveloppe du profilé (de 5 × 5 cm à 250 × 40 cm) ;
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force de traction (de 0,5 t à 50 t) ;
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Vitesse de traction (jusqu'à 300 cm/min) ;
-
nombre de zones...
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