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Article

1 - PRÉSENTATION

2 - MATÉRIAUX THERMOFORMABLES

3 - MODES ET TYPES DE THERMOFORMAGE

4 - MACHINES DE THERMOFORMAGE

5 - MODÉLISATION DU THERMOFORMAGE

6 - ASPECTS ÉCONOMIQUES

| Réf : AM3660 v1

Matériaux thermoformables
Thermoformage

Auteur(s) : Jean-Claude JAMMET

Date de publication : 10 avr. 1998

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Auteur(s)

  • Jean-Claude JAMMET : Diplômé de l’École d’application des hauts polymères (EAHP) - Ingénieur de recherches Elf-Atochem, Service des technologies de transformation des thermoplastiques

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INTRODUCTION

Les techniques de formage sont utilisées très largement dans l’industrie, elles vont de l’estampage, forgeage des métaux au thermoformage des matières plastiques dont il sera question ici.

Le thermoformage permet la production industrielle d’objets les plus divers tels un carter de ventilateur, une barquette d’emballage, un pot de yaourt, une baignoire, etc. L’objet thermoformé s’obtient en deux étapes de transformation du matériau initial. La matière plastique, produite par l’industrie chimique à partir de monomères, se trouve dans la plupart des cas, sous forme de granulés. La première étape de mise en forme, consiste en la fabrication d’une feuille ou d’une plaque par la technique de l’extrusion. La seconde étape, qui nous intéresse ici, en ligne, ou en reprise, est l’opération proprement dite du thermoformage, qui va conduire à l’objet final.

Le thermoformage permet de réaliser des objets d’épaisseurs très variables, de quelques dizaines de micromètres à plus d’un centimètre, de travailler à très hautes cadences de production, avec des outillages bon marché, qui compensent le handicap du coût de la matière première, un semi-produit. Aujourd’hui, le termoformage est un des grands procédés de transformation des polymères thermoplastiques.

Si le principe est resté le même depuis plusieurs décennies, les installations ont quant à elles, évolué. Elles permettent de transformer facilement la plupart des matériaux thermoplastiques, le polypropylène, le polystyrène, le polychlorure de vinyle, le polyméthacrylate de méthyle, les multicouches associant plusieurs types de polymères. De plus en plus, on voit apparaître des polymères expansés qui confèrent aux objets, légèreté et isolation thermique.

Les marchés intéressés sont ceux de l’emballage alimentaire, l’électroménager, le sanitaire, l’automobile, etc.

La technique de thermoformage nécessite pour sa compréhension, non seulement la connaissance des sciences classiques de l’ingénieur, mais aussi celle des polymères. Dans l’exposé qui suit, on s’est efforcé de mettre en relation les observations pratiques avec des points de vue plus scientifiques. Le praticien aussi bien que le scientifique pourront trouver matière à s’enrichir.

Pour une approche plus en profondeur, le lecteur pourra se reporter aux volumes des techniques de l’ingénieur consacrées aux Sciences fondamentales et aux Plastiques.

Les données pratiques sont le fruit d’une expérience industrielle et de laboratoire.

La variété des techniques de thermoformage est très grande, et pour tout complément on pourra se référer aux ouvrages de base ou articles donnés en bibliographie (Doc. AM 3 660).

Les point suivants seront successivement abordés :

  • l’aspect matériau et semi-produit avec leurs plages de température de formage ;

  • les types généraux de thermoformage ;

  • les machines, en détaillant les différentes parties les constituant ;

  • la modélisation qui prend un grand essor actuellement ;

  • un aperçu du coût comparatif entre pièce injectée et thermoformée ;

  • des données sur le marché et ses tendances (Doc. AM 3 660).

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3660


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2. Matériaux thermoformables

Se reporter aux références [5] [6] [7] [8] en .

Les polymères thermoplastiques sont les matériaux thermoformables par excellence.

Certains matériaux thermodurcissables, légèrement réticulés sont également des matériaux thermoformables, mais ils n’en représentent qu’une petite partie. On citera le cas de mousse de polyuréthanne utilisée dans l’application des pavillons de voiture qui après polymérisation et réticulation subissent un formage à environ 110 C. Elles présentent un caractère suffisamment thermoplastique pour accepter et conserver dans le temps la déformation. Les taux de déformation sont cependant faibles en comparaison de ceux demandés aux thermoplastiques.

2.1 Comportement rhéologique des polymères

Le mode de déformation imposé par le thermoformage est du type étirage, biétirage. Celui-ci s’effectue à des températures basses, autour de la température de fusion pour les polymères semi-cristallins, un peu au-delà de la transition...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - THRONE (J.L.) -   Thermoforming  -   : Hanser.

  • (2) - GRUENWALD (G.) -   Thermoforming  -   : Technomic.

  • (3) - FLORIAN (J.) -   Practical thermoforming.  -   

  • (4) - VANTA (M.) -   Étude numérique et expérimentale du thermoformage de polymères.  -  Thèse École Nationale Supérieure des Mines de Paris.

  • (5) -   Propriétés physiques des polymères : mise en œuvre.  -  GFP.

  • (6) - AVENAS (P.) -   Mise en forme des Matières Plastiques : Technique et documentation  -  .

  • (7) - SELL (G.) -   Détermination...

1 Constructeurs de machine

HAUT DE PAGE

1.1 (liste non exhaustive)

Arcil (Sté).

Brown Machine Division.http://www.brown-machine.com

Cannon S.p.a. http://www.cannongroup.com

Comi S.r.l. http://www.comi-srl.it

De Mets Machinekonstruktie.

Drossbach Gmbh und Co. KG. http://www.drossbach.de

Elstein-Werk, M. Steinmetz KG. http://www.elstein-werk.de

Erca Étude Real Chaine (Jagenberg grouppe).

Formech International Ltd. http://www.formech.com

Gabler Maschinenbau GmbH. http://www.gablermaschinenbau.de

Geiss, Maschinenfabrik, Georg.

GN Plastics Co. Ltd. http://www.gnplastics.com

Illig Maschinenbau GmbH und Co. Adolf. http://www.illig.de

Interdibipack S.p.a.

Kiefel GmbH, Paul. http://www.kiefel.de

Linn High Therm GmbH.

Marbach Werkzeugbau GmbH. http://www.marbach.com

Meaf Machines BV. http://www.meaf.nl

Meico S.r.l. http:/:www.meico.it

Mécaplastic (Sté). http://www.mecaplastic.com

Multivac France. http://www.multivac.fr

PMM S.r.l.

Rigo Group S.r.l. http://www.rigogroup.it

Sairem S.A. http://www.sairem.com

Sencorp Systems Inc. http://www.sencorp-inc.com

TFT S.r.l.

IMP di Villa S.r.l.

Wikon Handelsgesellschaft mbH. http://www.wikon.com

Wonderpack Industries (P) Ltd. http://www.wenderpackindustries.com

ZMD International Inc. http://www.zmd.com

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