Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
La partie 4 de la norme NF EN ISO 11357-4 (T51-507-4) du 30/08/2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 11357-4 de février 2021 : Plastiques - Analyse calorimétrique différentielle (DSC) - Partie 4 : détermination de la capacité thermique massique
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2104 (Avril 2021).
Les normes ISO 179-2 de décembre 1997, ISO 179-2/AC1 de novembre 1998 et ISO 179-2/A1 de juin 2011 citées dans cet article ont été remplacées par la norme ISO 179-2 : Plastiques - Détermination des caractéristiques au choc Charpy - Partie 2: Essai de choc instrumenté (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2005 (Juin 2020).
La norme ISO 11357-2 de mai 2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 11357-2 : Plastiques - Analyse calorimétrique différentielle (DSC) - Partie 2: Détermination de la température et de la hauteur de palier de transition vitreuse. (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).
Les normes ISO 180 de décembre 2000, ISO 180/A1 de décembre 2006 et ISO 180/A2 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 180 (T51-911) : Plastiques - Détermination de la résistance au choc Izod (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).
La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).
Les normes NF EN ISO 1183-1 de janvier 2013 et NF EN ISO 1183-2 d'août 2005 citées dans cet article ont été remplacées par les normes NF EN ISO 1183-1 et -2 (T51-037-1 et -2) : Plastiques - Méthodes de détermination de la masse volumique des plastiques non alvéolaires
- Partie 1 : méthode par immersion, méthode du pycnomètre en milieu liquide et méthode par titrage
- Partie 2 : méthode de la colonne à gradient de masse volumique (Révision 2019)
La norme ISO 527-1 de février 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 527-1 : Plastiques - Détermination des propriétés en traction
- Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1907 (Septembre 2019).
Les normes NF EN ISO 178 de février 2011 et NF EN ISO 178/A1 de juin 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 178 (T51-001) "Plastiques - Détermination des propriétés en flexion" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1905 (mai 2019).
La norme NF EN ISO 527-3 d'octobre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-3 (T51-034-3) "Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 3 : Conditions d'essai pour films et feuilles" (Révision 2018)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1812 (décembre 2018).
RÉSUMÉ
L'extrusion-soufflage de grands corps creux a connu, depuis le milieu des années 90, un développement spectaculaire avec, notamment, l'émergence des réservoirs à carburant en matière plastique. Les spécificités du procédé sont décrites : propriétés des résines utilisées, machines, équipements et outillages. Les différentes étapes de la fabrication sont détaillées : extrusion, formage de la paraison, soufflage et refroidissement dans le moule, stabilisation dimensionnelle et opérations de finition.
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Lire l’articleABSTRACT
Since the mid-nineties, the extrusion blow-molding of large hollow plastic bodies has undergone a spectacular development with notably, the development of plastic fuel tanks. The characteristics of the product are described: properties of the resins used, machinery, equipment and tooling. The various fabrication stages are also detailed: extrusion, parison forming, blow molding and cooling, dimensional stabilization and finishing operations.
Auteur(s)
-
Serge Dupont : Ingénieur civil mécanicien - Docteur en Sciences Appliquées, Université Catholique de Louvain (Belgique) - Corporate Industrial Director, Plastic Omnium Automotive INERGY
INTRODUCTION
L'extrusion-soufflage de grands corps creux a connu, depuis le milieu des années 90, un développement spectaculaire avec, notamment, l'émergence des réservoirs à carburant en matière plastique. Ces derniers remplacent progressivement les réservoirs métalliques : en 2010, près de 50 millions de pièces plastiques ont été produites au niveau mondial. Les parts de marché du réservoir plastique s'élèvent à environ 90 % en Europe, 85 % sur le continent nord-américain et atteignent 50 % en Asie, où le changement de matériau a démarré plus tardivement, mais où une forte croissance est prévue d'ici 2020.
Le succès du réservoir plastique auprès des constructeurs automobiles repose à la fois sur des arguments techniques et économiques. La solution plastique permet en effet un gain de poids, et offre l'avantage de la réalisation de designs plus complexes mieux à même de s'intégrer dans l'environnement véhicule. Elle présente une amélioration de la sécurité au regard des tests crash et feu. La grande inertie chimique des plastiques utilisés permet de s'affranchir des effets de la corrosion qui s'appliquent aussi bien sur la face externe (environnement, sel de déneigement) que sur l'intérieur (biocarburants) des réservoirs en métal. Enfin, des voies existent afin d'assurer le recyclage dans la même application.
Après un bref rappel du procédé de fabrication, le présent article s'attache à décrire les spécificités de l'extrusion-soufflage des grands corps creux au niveau des matières utilisées, des équipements et des outillages.
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MOTS-CLÉS
polyéthylène haute densité Etat de l'art Corps creux Réservoir à carburant Plastiques Procédé
KEYWORDS
high density polyethylene | state of art | hollow body | fuel tank | plastics | processing
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Extrusion-soufflage
En anglais
1. Défis et spécificités
La fabrication de grands corps creux produits par extrusion-soufflage se heurte à trois difficultés principales :
-
réaliser la distribution d'épaisseur souhaitée : si généralement, une distribution uniforme permet de réduire le poids, accélérer le refroidissement et diminuer les risques de déformations, certaines parties de la pièce (plages de soudure, goulot, embase, patte de fixation...) peuvent requérir des valeurs particulières qu'il faut pouvoir assurer ;
-
obtenir la géométrie correspondant à la définition théorique : les pièces produites sont intégrées dans leur environnement avec des tolérances dimensionnelles étroites qui doivent être garanties tout au long de la vie du produit ;
-
garantir les propriétés (mécaniques, étanchéité, perméabilité...) prévues par les cahiers des charges : le souci de la sécurité des personnes et de la qualité de notre milieu de vie engendre des normes de plus en plus sévères à respecter.
La maîtrise de ces problèmes nécessite une compréhension du procédé et des phénomènes physiques en jeu (rhéologie des polymères, retraits et relaxation des contraintes...), l'utilisation de résines et la mise en place de technologies adaptées ainsi que le retour de l'expérience accumulée au fil des années.
Outre les spécificités techniques évoquées, les lignes de fabrication de grands corps creux se distinguent aussi par :
-
des cadences faibles (de l'ordre de 30 à 60 pièces par heure), justifiées par les temps de refroidissements importants (40 s à 150 s) liés aux épaisseurs des pièces (3 mm à 10 mm) ; si le temps de démarrage d'une installation est compris entre 1 et 2 h, la stabilisation du procédé n'est souvent atteinte qu'après plusieurs heures, de sorte que les lignes de fabrication sont presque toujours exploitées en 3, voire 4 équipes ;
-
des débits matière élevés (300 kg/h à 1 500 kg/h), dus aux poids des paraisons à produire (5 kg à 15 kg), le poids relatif des chutes, encore appelées carottes, se situant généralement entre 30 % et 50 % ; les taux de rebut au soufflage sont compris entre 1 % et 2 % ;
-
des tailles...
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Défis et spécificités
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WOITE (B.) - Plastic fuel tanks, a solution for the future? - VDI – Verlag GmbH, Pastics in Automotive Engineering – Applications and recycling. Düsseldorf (1991), p. 227-267.
-
(2) - RAUWENDAAL (C.) - Polymer extrusion - Hanser Verlag, München (1986).
-
(3) - WORTBERG (J.) - Design of spiral mandrel coextrusion head for blow-molding. - In proceedings ANTEC (1995), p. 936-942.
-
(4) - BERNSTEIN (B.), KEARSLEY (E.A.), ZAPAS (L.J.) - S. - Trans. Soc. Rheol. 7, p. 391-410 (1963).
-
(5) - YOUSEFI (A.M.), ATSBHA (H.) - Modeling of Complex Parison Formation in Extrusion Blow Molding: Effect of Medium to Large Die Heads and Fuel Tank Geometry. - Polymer Engineering and Science (2009), p. 229-239.
-
(6) - DUANI (Y.), THIBAULT (F.), ATSBHA (H.), DI RADDO (R.) - Simulation...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
FLUENT ANSYS http://www.ansys.com
BlowView https://extranet.imi.nrs.ca/english/Blowview
HAUT DE PAGE
International Trade Fair for Plastics and Rubber -- K Trade Fair, Düsseldorf, Germany http://www.k-online.de
HAUT DE PAGE
ISO 1133 - 2011 - Détermination de l'indice de fluidité à chaud des thermoplastiques, en masse (MFR) et en volume (MVR) – Partie 1 : Méthode normale. - -
ISO 1183 - 2004 - Méthodes de détermination de la masse volumique des plastiques non alvéolaires – Partie 1: Méthode par immersion, méthode du pycnomètre en milieu liquide et méthode par titrage. - -
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