Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le rotomoulage est un procédé relativement simple qui permet la fabrication de pièces complexes. Resté longtemps marginal, ce procédé a connu un nouvel essor grâce au développement de nouveaux polymères, et à l'amélioration des contrôles du procédé. Cet article décrit le principe du procédé, les équipements utilisés et les différentes étapes du cycle de fabrication. Il s'attache ensuite à l'analyse des pièces ainsi produites, et dresse une comparaison avec d'autres procédés de fabrication.
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Abbas TCHARKHTCHI : Président de la commission technique et scientifique de l’AFR (Association française de rotomoulage) - Maître de Conférences à l’ENSAM (École nationale des arts et métiers)
INTRODUCTION
le rotomoulage est un procédé de transformation des matières plastiques utilisé pour réaliser des pièces creuses de petites ou grandes dimensions ou encore des pièces à double paroi à . Le principe du rotomoulage est relativement simple ; ce procédé permet cependant la fabrication de pièces complexes. Ces deux avantages sont la clé de son succès.
Le premier brevet décrivant une machine qui ressemble beaucoup aux équipements actuels de rotomoulage a été déposé en 1935. L’introduction des plastisols (PVC) en 1941 par la société Union Carbide a permis les premiers développements du rotomoulage. L’utilisation industrielle du polyéthylène dans les années 1950 et sa disponibilité sous forme micronisée vers 1960 apporteront à l’industrie le matériau idéal pour ce procédé.
Cependant, le procédé est resté longtemps marginal. En effet, il était considéré comme lent (donc réservé aux petites séries) et comme restrictif dans le choix des polymères utilisables (essentiellement polyéthylène). Cependant, depuis vingt ans, des progrès dans la synthèse des nouveaux polymères ainsi que dans les moyens de contrôle du procédé, ont permis de revoir ce jugement. Ainsi les récents développements ont conduit les concepteurs à considérer cette technologie comme une alternative à l’extrusion-soufflage. Grâce au rotomoulage, il est possible de fabriquer des produits tels que jouets, ballons, poupées, mannequins pour magasins de vêtements, bacs, cuves, bateaux, containers pour récupérations des déchets ménagers (tri sélectif), éléments d’équipements automobiles ou agricoles, etc.
Pendant la décennie passée, un certain nombre d’améliorations significatives ont été apportées à cette technique, et à l’heure actuelle des nouveaux types de machines, de moules, et de matériaux deviennent disponibles pour pouvoir fabriquer différentes pièces techniques comme par exemple des pièces en polymères renforcés (chargés) ou des pièces multicouches (polymère/polymère ; polymère/mousse/polymère) par rotomoulage ( à ).
Des secteurs importants du marché s’ouvrent aux produits rotomoulés, car l’industrie du rotomoulage peut fournir des pièces de haute qualité, à rendement élevé et à des prix concurrentiels. C’est pourquoi le rotomoulage peut maintenant prendre sa place légitime à côté des autres procédés, tels que l’extrusion-soufflage, le thermoformage, et le moulage par injection.
La quantité de matière transformée par rotomoulage (à l’échelle mondiale) est évaluée à 100 000 tonnes en 1996 et plus de 160 000 tonnes en l’an 2000. La croissance est de 10 à 12 % par an.
Ce procédé a connu un essor beaucoup plus rapide aux États-Unis que dans le reste du monde. Il y a aujourd’hui environ 1 000 entreprises de rotomoulage dans le monde dont 400 aux États-Unis et 260 en Europe.
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- Version courante de août 2020 par Abbas TCHARKHTCHI
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Analyse d’un cycle de rotomoulage3. Conditions du rotomoulage
3.1 Zone de mise en œuvre
Pour pouvoir rotomouler un polymère, il faut qu’il soit à l’état fondu avec une viscosité faible. Cette condition limite la zone de mise en œuvre.
Le diagramme température-masse molaire du polymère permet de connaître la zone du rotomoulage d’un polymère (figure 9).
Sur ce diagramme, les différentes zones correspondent aux différents états physiques du polymère :
• Zone I : état solide.
• Zone II : état caoutchoutique.
• Zone III : état liquide/visqueux.
• Zone IV : zone de dégradation.
Les zones sont séparées par les températures de transition :
Tg : température de transition vitreuse (relative à la phase amorphe)
TCL : température de transition état caoutchoutique/état liquide
TF : température de fusion de la phase cristalline des polymères semi-cristallins
TD : température de dégradation du polymère : à partir de cette frontière le polymère commence à se dégrader.
Remarques
• Il est important de noter que, soit du fait de la viscoélasticité soit à cause du caractère cinétique de la transition (Tg) ou de la transformation chimique (TD), la température de transition (TCL) n’a de sens que si l’on fixe une échelle de temps ; en fait, il faudrait représenter le diagramme dans un repère tridimensionnel ayant pour axes (t, T, M), mais nous considérons ici que les températures de transition ont été définies à une échelle de temps pertinente pour le procédé de rotomoulage.
Bien que certains auteurs aient observé une température de transition état caoutchoutique-liquide (TCL), selon nous, cette transition est définie suivant des critères essentiellement technologiques : une échelle de temps pertinente étant choisie, c’est la température au-dessous de laquelle le matériau est trop visqueux pour être mis en œuvre et au-dessus laquelle sa mise en œuvre est possible.
• TD est d’autant plus faible que le temps de séjour à température...
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Conditions du rotomoulage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CRAWFORD (R.J.) - Rotational moulding of plastic. - Research Studies Press Ltd., J. Willey & Sons Inc., Second edition, chap. 1, 3 and 9 (1996).
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(2) - ARAMAZOTTI (D.) - Rotational moulding. - Plastics Products Design Handbook, ed. MILLER (E.), Marcel Dekker, New York (1983).
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(3) - ZONSZAIN (I.) - Rotomoulage peu connu mais performant. - Plastiques modernes et élastomères, vol. 50, no 9 (1998).
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(4) - CRAWFORD (R.J.), GIBSON (S.) - Rotational molding the basics for designers. - Rotation, p. 36-45, juil.-août 2000.
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(5) - OLIVEIRA (M.J.), CRAMEZ (M.C.) - Rotational molding of polyolefins : Processing, morphology, and properties. - J. Macromol. Sci., Phys., vol. 40, nos 3-4, p. 457-471 (2001).
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(6) - IWAKURA (K.), OHTA (Y.), CHEN (C.H.), WHITE (J.L.) - Experimental investigation of rotational molding...
1 À lire également dans nos bases
NIVON (M.) - Sécurité dans la transformation des plastiques. - [AM 3 748] Traité Plastiques et Composites (2001).
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RotoCure 2000 System Manager© : http://www.ferryindustries.com
HAUT DE PAGE
ANTEC (SPE Annual Technical Conference) http://www.4spe.org
ARMI Annual Meetings http://www.rotomolding.org
ARMO (Alliance of Rotational Moulding Organisations) conference http://www.bpf.co.uk
ROTOPLAS'...
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