Application de la centrifugation aux matériaux composites
Moulage par centrifugation

Le moulage des matériaux composites par centrifugation est une technique de transformation limitée à la production de corps creux axisymétriques.

La nécessité d’entraîner les moules en rotation à vitesse élevée, afin de générer une force centrifuge suffisante pour effectuer une élaboration correcte du matériau, impose une limitation physique à la combinaison des paramètres diamètre de pièce / vitesse de rotation. Il est donc courant de distinguer deux types de moulages : ceux où le matériau est réalisé uniquement sous l’influence de la force centrifuge, et ceux, nommés moulage par « rotation-projection » où le compactage et l’ébullage sont assistés par un moyen mécanique.

Étant donné que le procédé de la centrifugation ne peut s’appliquer qu’à une catégorie relativement restreinte de pièces ayant des profils simples, il n’a pas fait l’objet d’un développement très important depuis son introduction dans les années 1950 (la technologie évolue lorsqu’il s’agit de l’adapter à une nouvelle famille de pièces).

L’avantage principal de ce procédé réside en sa capacité à mettre en œuvre de grandes quantités de matières premières dans un temps court (1 000 kg / h n’est pas exceptionnel sur des installations du type rotation-projection) ce qui lui permet d’être compétitif sur certains types de pièces tubulaires par rapport à la technique concurrente ; l’enroulement filamentaire. Ainsi, il semblerait que pour la fabrication de tuyaux d’assainissement, le diamètre à partir duquel le procédé de centrifugation devient économiquement plus intéressant que l’enroulement filamentaire, soit de 2,5 m environ, mais encore une fois, des avancées techniques pourraient déplacer cette limite.

Dans la plupart des cas les renforts sont des fibres de verre coupées, ce qui confère des performances mécaniques moyennes caractéristiques des matériaux composites produits par cette méthode. Quand les pièces sont de petit diamètre il est possible d’incorporer des renforts à fibres continues (tissu) et donc d’améliorer les caractéristiques mécaniques du matériau.

Les renforts sont incorporés au matériau composite, soit par une mise en place préalable dans le moule de mats (feutres de fibres de verre coupés et agglomérés par un liant organique) ou tissus notamment, soit par découpage de mèches de fibres continues (ou rovings) directement en cours de centrifugation ; pour cette deuxième solution, le type de renforts est limité aux fibres de verre seulement en raison de leur mode de rupture fragile et donc, de leur facilité de coupe.

La surface du composite étant en contact avec le milieu est moulée à l’air libre. Il s’agit donc généralement d’une résine paraffinée (dite top-coat ) pour assurer une réticulation complète. De ce fait, elle consiste en une couche de résine pure plus ou moins épaisse, ce qui limite parfois les possibilités d’applications dans le domaine de la chimie des procédés.