Présentation
Auteur(s)
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Michel CHEVALIER : Diplômé d’études supérieures techniques du Conservatoire national des arts et métiers - Ancien Chef du laboratoire Matières à mouler de la société La Bakélite
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les matières thermodurcissables sont des matières susceptibles d’être transformées en un produit essentiellement infusible et insoluble lorsqu’elles sont traitées par la chaleur ou par d’autres moyens tels que radiations, catalyseurs, etc.
Cet état est le résultat d’une réticulation aboutissant à la formation d’un réseau macromoléculaire tridimensionnel. La réticulation s’effectue pendant une opération de moulage.
Dans le cas des matières thermodurcissables, il est nécessaire d’appliquer une pression sur la matière pour d’une part remplir le moule, d’autre part éviter la formation de bulles dues à des dégagements gazeux, conduisant à des pièces poreuses. Suivant la nature, la composition ou la présentation des produits, le moulage doit être réalisé sous moyenne pression (3 à 15 MPa) ou sous haute pression (supérieure à 20 MPa). Dans cet article sont regroupées sous le vocable haute pression les deux gammes de pressions ci‐dessus.
Le moulage sous pression des matières thermodurcissables permet aussi bien la production d’objets en grande série que la production de produits semi-finis (panneaux stratifiés).
Trois techniques de moulage sont utilisables : compression, transfert et injection. Le moulage par compression des phénoplastes a été mis au point par Baekeland en 1909. Le moulage par transfert est apparu en 1926 et le moulage par injection en 1965.
Actuellement, le moulage par compression est plus généralement utilisé pour les pièces de grande surface ainsi que pour les pièces en composites renforcés par des fibres (par exemple de verre). Les fibres sont moins dégradées par cette technique.
Le moulage par transfert, qui était une étape intermédiaire de la mise au point du moulage par injection, ne représente qu’un faible volume.
Le moulage par injection est réservé à la production en grandes séries.
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Caractéristiques des moules4. Choix de la méthode de moulage
Le choix de la méthode de moulage doit être fait en fonction :
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de la quantité et du coût des pièces à produire ;
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du risque de déformation et des tolérances dimensionnelles ;
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du type de matière et de la nature des charges et des renforts ;
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des dimensions des pièces ;
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des difficultés de moulage ;
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des opérations de finition.
Pour une production donnée et pour chaque type de moule, une machine bien adaptée donne une production optimisée. Dans la pratique, le choix de la méthode de moulage est souvent fait en fonction du parc de machines équipant l’atelier.
4.1 Quantité de pièces
La production horaire dépend du temps de cycle, du nombre d’empreintes dans le moule et du nombre de moules (et de presses).
Deux opérations ont une grande incidence sur le temps de cycle : le chargement du moule et la cuisson.
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Le chargement d’un moule de compression est généralement fait à la main (sauf pour les presses automatiques utilisables avec les poudres à mouler). Dans le cas des SMC et des stratifiés, la préparation des flans découpés (par exemple enlèvement des films de polyéthylène protecteurs) et leur mise en place dans le moule peuvent être longues.
Un moule de transfert ne nécessite qu’une opération de chargement (même s’il comporte plusieurs empreintes) mais demande une préparation de la matière par préchauffage. Cette opération peut se faire « en temps masqué » pendant le cycle précédent. Le moulage par transfert peut être entièrement automatisé.
Le moulage par injection est totalement automatique.
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Le temps de cuisson dépend de l’épaisseur de la pièce moulée, de l’apport thermique à la matière avant introduction dans le moule et de la méthode de moulage. La figure 6 donne, à titre d’exemple pour les phénoplastes, la variation du temps de cuisson en fonction de l’épaisseur de paroi des pièces, pour les différentes méthodes de moulage. Des informations concernant les temps de cuisson figurent dans les notices techniques des producteurs.
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