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1 - DÉFIS ET SPÉCIFICITÉS

2 - EXTRUSION-SOUFFLAGE

3 - EXTRUSION

4 - FORMAGE DE LA PARAISON

5 - SOUFFLAGE DE LA PARAISON

6 - MOULES DE SOUFFLAGE

7 - EXTRACTION DE LA PIÈCE

8 - POSTREFROIDISSEMENT

9 - OPÉRATIONS DE FINITION

10 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : AM3646 v1

Extrusion-soufflage
Extrusion-soufflage de grands corps creux

Auteur(s) : Serge Dupont

Date de publication : 10 avr. 2013

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NOTE DE L'ÉDITEUR

La partie 4 de la norme NF EN ISO 11357-4 (T51-507-4) du 30/08/2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 11357-4 de février 2021 : Plastiques - Analyse calorimétrique différentielle (DSC) - Partie 4 : détermination de la capacité thermique massique
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2104 (Avril 2021).

10/12/2021

Les normes ISO 179-2 de décembre 1997, ISO 179-2/AC1 de novembre 1998 et ISO 179-2/A1 de juin 2011 citées dans cet article ont été remplacées par la norme ISO 179-2 : Plastiques - Détermination des caractéristiques au choc Charpy - Partie 2: Essai de choc instrumenté (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2005 (Juin 2020).

09/10/2020

La norme ISO 11357-2 de mai 2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 11357-2 : Plastiques - Analyse calorimétrique différentielle (DSC) - Partie 2: Détermination de la température et de la hauteur de palier de transition vitreuse. (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).

28/05/2020

Les normes ISO 180 de décembre 2000, ISO 180/A1 de décembre 2006 et ISO 180/A2 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 180 (T51-911) : Plastiques - Détermination de la résistance au choc Izod (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).

24/02/2020

La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).

09/12/2019

Les normes NF EN ISO 1183-1 de janvier 2013 et NF EN ISO 1183-2 d'août 2005 citées dans cet article ont été remplacées par les normes NF EN ISO 1183-1 et -2 (T51-037-1 et -2) : Plastiques - Méthodes de détermination de la masse volumique des plastiques non alvéolaires
- Partie 1 : méthode par immersion, méthode du pycnomètre en milieu liquide et méthode par titrage
- Partie 2 : méthode de la colonne à gradient de masse volumique  (Révision 2019)

La norme ISO 527-1 de février 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 527-1 : Plastiques - Détermination des propriétés en traction
- Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1907 (Septembre 2019).

18/10/2019

Les normes NF EN ISO 178 de février 2011 et NF EN ISO 178/A1 de juin 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 178 (T51-001) "Plastiques - Détermination des propriétés en flexion" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1905 (mai 2019).

25/06/2019

La norme NF EN ISO 527-3 d'octobre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-3 (T51-034-3) "Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 3 : Conditions d'essai pour films et feuilles" (Révision 2018)
 Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1812 (décembre 2018).

27/02/2019

RÉSUMÉ

L'extrusion-soufflage de grands corps creux a connu, depuis le milieu des années 90, un développement spectaculaire avec, notamment, l'émergence des réservoirs à carburant en matière plastique. Les spécificités du procédé sont décrites : propriétés des résines utilisées, machines, équipements et outillages. Les différentes étapes de la fabrication sont détaillées : extrusion, formage de la paraison, soufflage et refroidissement dans le moule, stabilisation dimensionnelle et opérations de finition.

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Auteur(s)

  • Serge Dupont : Ingénieur civil mécanicien - Docteur en Sciences Appliquées, Université Catholique de Louvain (Belgique) - Corporate Industrial Director, Plastic Omnium Automotive INERGY

INTRODUCTION

L'extrusion-soufflage de grands corps creux a connu, depuis le milieu des années 90, un développement spectaculaire avec, notamment, l'émergence des réservoirs à carburant en matière plastique. Ces derniers remplacent progressivement les réservoirs métalliques : en 2010, près de 50 millions de pièces plastiques ont été produites au niveau mondial. Les parts de marché du réservoir plastique s'élèvent à environ 90 % en Europe, 85 % sur le continent nord-américain et atteignent 50 % en Asie, où le changement de matériau a démarré plus tardivement, mais où une forte croissance est prévue d'ici 2020.

Le succès du réservoir plastique auprès des constructeurs automobiles repose à la fois sur des arguments techniques et économiques. La solution plastique permet en effet un gain de poids, et offre l'avantage de la réalisation de designs plus complexes mieux à même de s'intégrer dans l'environnement véhicule. Elle présente une amélioration de la sécurité au regard des tests crash et feu. La grande inertie chimique des plastiques utilisés permet de s'affranchir des effets de la corrosion qui s'appliquent aussi bien sur la face externe (environnement, sel de déneigement) que sur l'intérieur (biocarburants) des réservoirs en métal. Enfin, des voies existent afin d'assurer le recyclage dans la même application.

Après un bref rappel du procédé de fabrication, le présent article s'attache à décrire les spécificités de l'extrusion-soufflage des grands corps creux au niveau des matières utilisées, des équipements et des outillages.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3646


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2. Extrusion-soufflage

2.1 Description du procédé d'extrusion soufflage

Les grands corps creux comme les réservoirs à carburant sont produits suivant le procédé d'extrusion-soufflage. Cette technique de mise en œuvre repose sur 9 étapes (figure 1) :

  1. l'alimentation de la machine sous forme de granulés ou de poudre ; outre la résine vierge, on procède à ce stade à l'ajout éventuel de colorant, sous forme de mélange maître et à l'incorporation des chutes de production, sous forme de broyés ;

  2. l'extrusion de la résine thermoplastique à l'aide d'un ensemble vis/fourreau appelé extrudeuse. Au cours de cette opération, la matière est comprimée et passe de l'état solide à l'état fondu avant de pénétrer dans la tête d'extrusion ;

  3. le formage d'une paraison ou cylindre de matière fondue au travers d'une filière annulaire ; celle-ci est la plupart du temps munie de dispositifs de régulation permettant de moduler son épaisseur ;

  4. l'expulsion de la paraison soit de manière continue, soit par accumulation. Dans ce dernier cas, la matière nécessaire à la formation de la paraison est accumulée dans la tête avant son expulsion ;

  5. la découpe et le pincement de la paraison entre les deux blocs d'un moule ;

  6. le soufflage de la paraison : à la fermeture du moule, de l'air ou un autre mélange gazeux est injecté assurant le placage de la paraison sur les parois ;

  7. le refroidissement de la pièce soufflée, par contact avec les parois refroidies du moule et par brassage intense du mélange gazeux compris dans le corps creux ;

  8. l'ouverture du moule et l'extraction de la pièce ;

  9. l'élimination des carottes, qui sont broyées et réintroduites dans le procédé (voir (1)).

Après le soufflage proprement dit, a lieu une phase de post-refroidissement, libre ou contraint, assurant la stabilité dimensionnelle nécessaire aux opérations ultérieures de finition.

L'extrusion-soufflage possède de nombreux avantages. Elle permet :

  • d'utiliser des moyens automatiques ;

  • de réaliser des pièces de formes complexes et de grandes dimensions ;

  • d'utiliser des moules présentant un coût raisonnable ;

Les...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WOITE (B.) -   Plastic fuel tanks, a solution for the future?  -  VDI – Verlag GmbH, Pastics in Automotive Engineering – Applications and recycling. Düsseldorf (1991), p. 227-267.

  • (2) - RAUWENDAAL (C.) -   Polymer extrusion  -  Hanser Verlag, München (1986).

  • (3) - WORTBERG (J.) -   Design of spiral mandrel coextrusion head for blow-molding.  -  In proceedings ANTEC (1995), p. 936-942.

  • (4) - BERNSTEIN (B.), KEARSLEY (E.A.), ZAPAS (L.J.) -   S.  -  Trans. Soc. Rheol. 7, p. 391-410 (1963).

  • (5) - YOUSEFI (A.M.), ATSBHA (H.) -   Modeling of Complex Parison Formation in Extrusion Blow Molding: Effect of Medium to Large Die Heads and Fuel Tank Geometry.  -  Polymer Engineering and Science (2009), p. 229-239.

  • (6) - DUANI (Y.), THIBAULT (F.), ATSBHA (H.), DI RADDO (R.) -   Simulation...

1 Outils logiciels

FLUENT ANSYS http://www.ansys.com

BlowView https://extranet.imi.nrs.ca/english/Blowview

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2 Événements

International Trade Fair for Plastics and Rubber -- K Trade Fair, Düsseldorf, Germany http://www.k-online.de

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3 Normes et standards

ISO 1133 - 2011 - Détermination de l'indice de fluidité à chaud des thermoplastiques, en masse (MFR) et en volume (MVR) – Partie 1 : Méthode normale. - -

ISO 1183 - 2004 - Méthodes de détermination de la masse volumique des plastiques non alvéolaires – Partie 1: Méthode par immersion, méthode du pycnomètre en milieu liquide et méthode par titrage. - -

ISO...

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