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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.
VERSIONS
- Version courante de août 2020 par Abbas TCHARKHTCHI
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7. Principaux avantages et inconvénients du rotomoulage et comparaison avec les autres procédés
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Parmi les avantages du procédé du rotomoulage, on peut citer les suivants :
• Les moules sont de conception relativement simple et peu coûteux par rapport à ceux des procédés classiques. En effet, le rotomoulage ne met pas en œuvre de hautes pressions, le moule ne nécessite donc pas une haute résistance.
• En l’absence de pression, les contraintes résiduelles d’origine mécanique dans la pièce sont inexistantes.
• En rotomoulage, il n’y a pas de perte du matériau.
• La machine de rotomoulage est simple et économique. À titre d’exemple, une machine de rotomoulage coûte trois fois moins cher qu’une machine d’injection équivalente.
• Les articles de formes relativement compliquées peuvent être rotomoulés. Ce procédé est particulièrement bien adapté pour les grosses pièces de forte épaisseur mais aussi, et ceci constitue un progrès récent, pour les pièces techniques telles que les multicouches, les pièces moussées ou chargées.
• Le temps de cycle étant assez élevé, ce procédé peut être très bien adapté pour effectuer la mise en œuvre de pièces en parallèle avec certaines modifications chimiques. On parle alors de rotomoulage réactif, et cette possibilité est une des particularités de ce procédé.
• Des inserts en plastique (ou métalliques) peuvent être facilement fixés sur le moule et rotomoulés.
• Les pièces ont une épaisseur relativement uniforme en comparaison avec le thermoformage.
• Le rotomoulage de matériaux composites est également possible.
• Les lignes de soudure (dues au plan de joint) peuvent être facilement évitées.
• Des détails de surface assez fins peuvent également être obtenus.
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Cependant, il ne faut pas oublier certaines limites d’utilisation de ce procédé :
• Le temps de cycle est important en comparaison avec les autres procédés (15 à 40 min par cycle), d’où une faible cadence de production.
• Le nombre de matériaux qui conviennent à ce procédé est limité. Actuellement environ 90 % des pièces rotomoulées sont en polyéthylène. Cependant la gamme de matériaux utilisables est en constante augmentation.
• Le prix des...
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BIBLIOGRAPHIE
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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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(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
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