Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La caractérisation et le contrôle des matières plastiques sont des étapes primordiales pour la conception et la production de pièces de qualité. L'acquisition de données pour les logiciels de conception, modélisation et simulation, l'évaluation des durabilités sont essentielles pour la conception. Le contrôle traditionnel évolue vers des techniques plus sophistiquées, plus diversifiées et plus rapides afin de tester les produits directement sur les lignes de production, et parfois même pour un pilotage automatisé. L'utilisation de méthodes mathématiques s'est également développée pour l'établissement de plans expérimentaux, l'exploitation des résultats et les prévisions de durabilité à long terme.
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The characterization and control of plastics are essential steps in the design and production of quality parts. Data acquisition for design, modeling and simulation software as well as evaluation of sustainability is essential to the design. Traditional control is evolving towards more diversified, faster and more sophisticated techniques in order to test the products directly on the production lines, and sometimes even for automated control. The use of mathematical methods has also been developed for the implementation of experimental plans, exploiting results and long-term sustainability forecast.
Auteur(s)
-
Michel BIRON : Ingénieur de l'Institut national supérieur de chimie industrielle de Rouen (INSCIR) et de l'Institut français du caoutchouc (IFC) - Consultant
INTRODUCTION
Les matières plastiques sont devenues des matériaux incontournables aussi bien pour les utilisations courantes que pour des applications aussi performantes que l'aéronautique ou l'électronique pour n'en citer que deux exemples. Les tonnages utilisés sont impressionnants (270 millions de tonnes en 2012), intermédiaires entre ceux des aciers et de l'aluminium, avec un taux de croissance supérieur à celui des matériaux traditionnels. L'industrie des plastiques est encore jeune et nécessite de nombreuses caractérisations sophistiquées en plus des besoins courants concernant le contrôle. La caractérisation et le contrôle des matières plastiques sont des étapes primordiales pour la qualité des pièces produites par les transformateurs ou achetées par les utilisateurs. Les implications économiques sont de plus en plus importantes d'autant que les sources d'approvisionnement se diversifient et incluent désormais de nombreux pays en plein développement industriel.
Le contrôle traditionnel a évolué vers des techniques plus sophistiquées, plus diversifiées et plus rapides permettant de tester les produits fabriqués directement sur les lignes de production. Par exemple, la conduite automatisée des presses et extrudeuses nécessite des résultats en temps réel permettant aux logiciels de conduite de réagir quasi immédiatement pour optimiser la qualité et les coûts de fabrication malgré la sévérisation des spécifications. Pour la conception des pièces et systèmes, les besoins sont énormes pour le recueil des paramètres nécessaires au fonctionnement des logiciels de conception, modélisation et simulation ainsi que pour l'évaluation des durabilités à plus ou moins long terme (jusqu'à 50 ans et plus) dans des conditions plus ou moins difficiles.
Les implications sont à la fois techniques, économiques, commerciales et environnementales pour répondre aux besoins variés des différents acteurs, producteurs, transformateurs, concepteurs, prescripteurs, moulistes, recycleurs, acheteurs et utilisateurs de pièces plastiques.
La caractérisation et le contrôle, comme toutes les autres opérations industrielles, doivent poursuivre des buts définis pour que leur coût ne grève pas inutilement les prix de revient.
Techniquement, les essais réalisés découlent des spécificités des matières plastiques et des résultats pratiques que l'on en attend. La recherche scientifique n'entre pas dans le cadre de cet article.
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Spécificités des matières plastiques
En anglais
4. Conclusion
La caractérisation et le contrôle, comme toutes les autres opérations industrielles, doivent poursuivre des buts définis pour que leur coût ne grève pas inutilement les prix de revient. Techniquement, les essais doivent être adaptés aux spécificités des matières plastiques et aux résultats pratiques que l'on en attend.
Le panel des essais s'est considérablement élargi pour répondre aux exigences réglementaires, techniques, économiques, commerciales et environnementales des différents acteurs, producteurs, transformateurs, concepteurs, prescripteurs, moulistes, recycleurs, acheteurs et utilisateurs de pièces plastiques.
Outre les buts traditionnels du contrôle, la caractérisation des matières plastiques et composites poursuit de nouveaux buts concernant, entre autres, l'acquisition de données pour l'alimentation des codes de calcul et autres logiciels dédiés aux matières plastiques de façon à optimiser les opérations de conception incluant tous les aspects possibles y compris la prévision des propriétés statiques et dynamiques, l'aptitude au montage des pièces voisines et l'esthétique sans oublier l'aptitude à la mise en œuvre et la prévision des conditions de transformation.
La prévision de la durabilité à long terme emprunte des routes diverses depuis la conformité à des spécifications ou l'utilisation de coefficients de réduction et de coefficients de sécurité jusqu'à des modélisations plus ou moins complexes permettant d'estimer, au moins partiellement, des comportements jusqu'à 50 ou même 100 ans dans les cas les plus favorables.
L'amélioration de la productivité grâce aux contrôles en ligne et au pilotage en temps réel permet de diminuer les taux de déchets et de pièces hors spécification, de resserrer les tolérances et, en conséquence de réduire les moyennes des paramètres de transformation, contribuant ainsi à des gains de matière et d'énergie.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUGUMUS (F.) - Polymer Degradation and Stability. - 63, 1999, p. 41.
-
(2) - GEORGET (M.P.) - * - (SIA-AFICEP, Rennes, 95/02/04).
-
(3) - BIRON (M.) - Aide-mémoire Transformation des matières plastiques. - Dunod, 2010.
-
(4) - BATHIAS (C.) et coll. - Matériaux composites. - Dunod, 2009.
-
(5) - BIRON (M.) - Thermoplastics and Thermoplastic Composites. - Elsevier, 2007.
-
(6) - BIRON (M.) - Thermosets and Composites. - Elsevier, 2004.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
– Plastiques – Analyse calorimétrique différentielle (DSC) – Partie 1 : principes généraux. Indice de classement : T51-507-1 - NF EN ISO 11357-1 - Décembre 2009
-
Caoutchouc – Analyse enthalpique différentielle (DSC) – Principes généraux. Indice de classement : T46-050 - NF T46-050 - Juin 2008
-
Plastiques – Matériaux semi-cristallins – Détermination de la température de fusion conventionnelle par analyse thermique. Indice de classement : T51-223 - NF T51-223 - Juin 1985
-
Ingrédients de mélange du caoutchouc – Huiles de mise en œuvre – Détermination de la température de transition vitreuse par DSC. Indice de classement T45-033PR. Statut : Projet de norme - PR NF ISO 28343 - Juillet 2009
-
Plastiques – Analyse calorimétrique différentielle (DSC) – Partie 1 : principes généraux - ISO 11357-1:2009 - Octobre 2009
-
Plastiques – Analyse calorimétrique différentielle (DSC) – Partie 2 : détermination de la température de transition vitreuse - ISO 11357-2:1999 - Mars 1999
-
...
ANNEXES
https://www.insa-lyon.fr/en/mots-cles/plasturgie
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Dassault Systèmes
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