Bibliographie & annexes
Présentation
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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’articleAuteur(s)
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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
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Présentation
Formage de la paraison
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3. Extrusion
3.1 Extrudeuses
L'extrudeuse est constituée (figure 2) :
-
d'une vis, composée de différentes sections ;
-
d'un groupe motoréducteur entraînant la vis ;
-
d'un fourreau ou cylindre situé autour de la vis ;
-
d'un système de chauffage et de régulation de la température (type colliers chauffants) réparti le long du fourreau ;
-
de ventilateurs permettant le refroidissement du fourreau ;
-
de sondes qui mesurent la température du fourreau et permettent la régulation en boucle fermée des colliers chauffants.
Jusqu'à il y a quelques années, les moteurs électriques équipant les extrudeuses étaient du type courant continu, alimentés en tension triphasée et pilotés par un variateur à thyristors fournissant une tension continue redressée. Depuis une dizaine d'années sont apparus progressivement des moteurs à courants alternatifs, asynchrone jusqu'à une puissance de 200 kW, synchrones au-delà.
Cette évolution a été rendue possible par le développement de variateurs de fréquence et est motivée par la réduction des coûts de maintenance (suppression des balais) ainsi que l'augmentation des rendements. Dans le même ordre d'idée, les boîtes de vitesse traditionnelles avec poulies entraînées par courroies sont de plus en plus remplacées par des alimentations en prise directe. Des solutions existent aujourd'hui pour des diamètres de vis jusqu'à 50 mm, avec des rendements proches de 95 %.
L'extrudeuse accomplit trois fonctions principales :
-
elle transporte la matière le long du fourreau, depuis la zone d'alimentation jusqu'à la filière ;
-
elle plastifie la matière de façon homogène grâce au malaxage et à la chaleur apportée de l'extérieur ;
-
elle assure la mise en pression de la matière et la force à passer par la filière.
Le passage de la matière de la phase solide à la phase liquide se fait :
-
par apport calorifique du système de chauffage ;
-
par friction entre les granulés ;
-
par frottement des granulés...
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Extrusion
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.
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(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...
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