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RÉSUMÉ
Les composites thermoplastiques (TP) à fibres courtes font appel à des technologies de fabrication et de mise en œuvre de la plasturgie de grande diffusion, tout en permettant d’obtenir des propriétés mécaniques et thermiques élevées du fait de la présence d’un taux élevé de renfort. Dans la famille des compounds et des plaques TP à fibres longues, il est aujourd’hui possible de définir trois produits répartis en deux familles : les familles des plaques thermoplastiques renforcées estampables (TRE) ; et la famille des compounds fibres longues (LFT) soit DLFT (direct LFT) et GLFT (granulés LFT).
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Short-fiber thermoplastic composites rely on fabrication technologies and high-diffusion plasturgy implementation whilst obtaining high mechanical and thermal properties due to the presence of a high reinforcement level. Within the family of compounds and long-fiber TP plates, it is currently possible to define three products shared out in two families: the family of stampable reinforced thermoplastic sheets and that of long-fiber thermoplastics (LFT) either DLFT (direct LFT) or GLFT (granular LFT).
Auteur(s)
-
Paul LUCAS : Ingénieur ITECH - Responsable du Service R & D Twintex Saint-Gobain Vetrotex International
-
Guy ZANELLA : Ingénieur-Plasturgiste - Ancien Responsable de l’atelier d’Applications Twintex Vetrotex Saint-Gobain
INTRODUCTION
Les composites thermoplastiques (TP) à fibres courtes représentent une famille de produits située à la frontière entre les plastiques et en particulier, les thermoplastiques (non renforcés) et les composites, en ce sens qu’ils font appel à des technologies de fabrication (compoundage par extrusion/granulation) et de mise en œuvre (injection) de la plasturgie de grande diffusion, tout en permettant d’obtenir des propriétés mécaniques et thermiques élevées du fait de la présence d’un taux élevé de renfort.
Dans la famille des compounds et des plaques TP à fibres longues, il est aujourd’hui possible de définir trois produits répartis en deux familles :
-
les familles des plaques thermoplastiques renforcées estampables (TRE) ;
-
la famille des compounds fibres longues (LFT) soit DLFT (direct LFT) et GLFT (granulés LFT).
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Compounds et plaques TP fibres longues (LFT et TRE)
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2. Compounds TP à fibres courtes (SFT)
2.1 Fabrication des compounds
La viscosité élevée des résines TP explique la technologie de fabrication des compounds, à savoir le compoundage par extrusion/granulation qui, grâce à l’action de la chaleur et des forces de cisaillement élevées, développées par l’action de la ou des vis de compoundage, conduit à une dispersion homogène et à un bon niveau d’imprégnation des fibres de renfort par les résines TP.
Plusieurs méthodes de compoundage existent essentiellement selon le mode d’introduction des fibres de verre. La méthode la plus répandue à ce jour consiste à introduire, en dosage séparé sur une extrudeuse double vis (figure 1), la résine à l’entrée de l’extrudeuse (en zone 1) puis le renfort sous forme de fils coupés de 3 à 4,5 mm dans une deuxième zone d’alimentation (zone 2) après fusion de la résine (« introduction en matière fondue »). Après dégazage et homogénéisation dans la troisième zone de l’extrudeuse, la matière est extrudée à travers une filière à joncs circulaires puis granulée, refroidie, séchée, triée et emballée (figure 2).
Ces machines permettent d’obtenir des débits de l’ordre de 500 kg à plusieurs tonnes par heure de compound.
Les taux de renfort obtenus vont de 10 à 50 % en masse selon les résines et les propriétés recherchées.
Les résines les plus utilisées sont les PA (surtout PA6 et PA66), les polyesters (PET/PBT) et les PP.
Les résines amorphes telles que les styrèniques (PS, SAN, ABS) et les polycarbonates (PC) sont nettement moins utilisées du fait notamment de leur viscosité nettement plus élevée.
HAUT DE PAGE2.2 Mise en œuvre des granulés TP à fibres courtes (SFT)
La mise en œuvre de ces produits est essentiellement réalisée en moulage par injection au moyen d’une presse à injecter à...
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