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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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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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Lire l’articleAuteur(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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MOTS-CLÉS
polyéthylène haute densité Etat de l'art Corps creux Réservoir à carburant Plastiques Procédé
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6. Moules de soufflage
Le moule assure :
-
la forme finale du produit par contact de la paraison avec la cavité du moule lors du soufflage ;
-
le recollement de la paraison pour former l'enveloppe ;
-
le maintien étanche de l'enveloppe dans le moule ;
-
le refroidissement de l'enveloppe par échange thermique.
Un moule est constitué des éléments suivants (figure 37) :
-
l'empreinte, dans laquelle est taillée la forme du corps soufflé ;
-
la rehausse, qui permet la fixation de l'empreinte sur les plateaux de la presse ;
-
le colonage, qui assure le guidage puis le centrage du moule lors de la fermeture ;
-
les circuits de refroidissement, qui garantissent le refroidissement de l'empreinte donc le refroidissement externe de la pièce dans le moule ;
-
les orifices de soufflage, qui assurent l'arrivée des gaz pour plaquer la paraison contre l'empreinte et contribuent au refroidissement interne de la pièce ;
-
des systèmes mécaniques mobiles, qui facilitent le démoulage, réalisent des ouvertures, créent des formes spécifiques dans l'enveloppe…
-
des éléments rapportés fixes (plage de soudure, clips,…) correspondant à certains détails de la géométrie.
Différents éléments liés à la conception, la réalisation et le contrôle des moules de soufflage sont détaillés ci-après.
6.1 Dimensions et retraits
Les dimensions de l'empreinte du moule correspondent à celles de la définition de la pièce soufflée, aux coefficients de retrait près. Ceux-ci sont dus, d'une part à la relaxation des contraintes générées par le processus lors de l'extrusion et du soufflage, mais surtout au refroidissement de la matière dans le moule et lors du post refroidissement. En particulier, ils sont fonction :
-
de l'orientation des directions caractéristiques de la pièce (longueur X, largeur Y, hauteur Z) par rapport à l'axe de la paraison (figure 38) ;
-
de la température de démoulage, donc implicitement du temps de séjour dans le moule, du cycle de soufflage (refroidissement interne) et de la cadence de production. ;
-
des distributions d'épaisseurs ;
-
du...
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Moules de soufflage
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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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
FLUENT ANSYS http://www.ansys.com
BlowView https://extranet.imi.nrs.ca/english/Blowview
HAUT DE PAGE
International Trade Fair for Plastics and Rubber -- K Trade Fair, Düsseldorf, Germany http://www.k-online.de
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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...
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