État de l'art des procédés de mise en forme des polymères
Principes de base de la modélisation des procédés de mise en forme des polymères

1 - État de l'art des procédés de mise en forme des polymères

2 - Bases d'une modélisation thermomécanique pertinente

• 2.1 - Très forte viscosité des polymères fondus
• 2.2 - Comportement non linéaire et thermodépendant des polymères

  • Quiz d'entraînement
  Figure 2 - Mesure de vitesse le long de l'axe de symétrie de la figure 3 pour trois débits différents de polystyrène Figure 3 - Cliché de biréfringence sur une filière transparente (débit de polystyrène 0,25 cm3/s) [12] Figure 4 - Comparaison entre biréfringence calculée sur l'axe (à partir des mesures de vitesse de la figure 2) et biréfringence expérimentale mesurée (figure 3)
• 2.3 - Faible conductivité thermique des polymères
• 2.4 - Conditions aux limites appropriées

  • Quiz d'entraînement
• 2.5 - Modèle physique pertinent
  Figure 5 - Processus de plastification « par l'arrière du filet » [2]

3 - Résolution directe ou méthodes d'approximations

• 3.1 - Équations d'un problème de mise en forme des polymères
  Figure 6 - Exemple de géométrie d'écoulement : filière de gainage de câble
• 3.2 - Choix de la méthode de calcul
  Figure 7 - Exemple de maillage d'une cavité de moule
• 3.3 - Méthodes d'approximation
  Figure 8 - Géométrie d'une filière de soufflage de gaine Figure 9 - Géométrie équivalente d'une filière de soufflage de gaine [AM 3 655] Figure 10 - Géométrie typique d'un écoulement de Hele-Shaw Figure 11 - Schématisation de l'étirage d'un filament liquide

4 - Exemples d'applications

• 4.1 - Optimisation d'une filière de gaine
  Figure 12 - Influence de certains paramètres géométriques sur la répartition de matière (d'après Vergnes et Agassant [AM 3 655]) Figure 13 - Influence de la température de régulation sur les distributions de température moyenne et de débit en sortie de filière (d'après Vergnes et Agassant [AM 3 655])
• 4.2 - Optimisation d'une filière plate

  • Quiz d'entraînement
  Figure 14 - Schéma d'une filière plate en porte-manteau Figure 15 - Distribution de pression et de débit dans une filière plate Figure 16 - influence de l'indice de pseudoplasticité sur la répartition de débit (d'après Vergnes et al [21]) Figure 17 - Évolution de la température moyenne dans la filière plate Figure 18 - Influence de la température de régulation sur la répartition de débit (d'après Vergnes et al.[21])
• 4.3 - Optimisation d'une filière de profilé
  Figure 19 - Maillage anisotrope d'une filière de profilé [2] Figure 20 - Exemple de calcul 3D dans une filière de profilé. Équilibrage du champ de vitesse par modification géométrique des zones amonts. Comportement en loi puissance de viscosité (d'après Vergnes et Agassant [20])
• 4.4 - Étude d'un moule d'injection
  Figure 21 - Évolution de la zone remplie dans la cavité de la figure 7 : dans chaque colonne, l'expérience est à gauche et le calcul à droite (d'après Silva et al. [29]) Figure 22 - Évolution de la pression dans la cavité de la figure 7 au cours de l'ensemble du cycle d'injection pour deux débits et du polystyrène (d'après Silva et al. [29])
• 4.5 - Étude du soufflage d'un corps creux

  • Quiz d'entraînement
  Figure 23 - Extrusion-soufflage d'un corps creux (d'après Agassant et Haudin [31]) Figure 24 - Simulation de l'extrusion-soufflage d'un flacon en polyéthylène. Déformées successives avec remaillage automatique (d'après Bellet et al [33]) Figure 25 - Maillage final et répartition d'épaisseur dans le flacon (d'après Bellet et al.[33]).

5 - Conclusion