Rotomoulage

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Cet article est une ébauche concernant les techniques, les sciences appliquées ou la technologie.

Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant. (Comment ?).

Le rotomoulage est un procédé de mise en forme des matières plastiques.

La matière première, le plastique sous forme de poudre ou le plastisol (PVC) sous forme liquide, est chargée dans un moule afin de reproduire la forme intérieure de ce moule dont le volume peut aller de 0,1 à 50 000 litres.

Les matières les plus utilisés sont le polyéthylène et le PVC Plastisol, mais il est aussi possible de transformer du polypropylène, du polycarbonate, des polyamides...

[modifier] Principe

Le process de transformation comporte quatre phases :

le remplissage du moule ;
la cuisson de la matière plastique ;
le refroidissement de la matière plastique ;
le démoulage.

[modifier] Remplissage moule empreinte à coquilles

Le moule,composé de deux demi-coquilles ou plus (moule a forme complexe) en acier ou en aluminium, est rempli de matière plastique en poudre micronisée, dont le poids correspond à celui de la pièce à obtenir. Le moule est ensuite fermé a l'aide de différents systèmes de verrouillage ( vis ecrou, sauterelles, etc..), et a été au préalable fixé sur un système mécanique appellé bras de rotation qui lui permettant de tourner simultanément autour de deux axes ortogonaux ;la machine porte le nom de rotomouleuse.

[modifier] Cuisson de la matière en poudre

Une fois le moule fermé, il est mis en mouvement. Les vitesses de rotation étant faibles, l'effet de la force centrifuge est négligeable. L'ensemble moule et matière sont chauffés par apport de chaleur au moyen de rampe à gaz, de panneau infrarouge ou par convection forcée dans un four. Le moule transmet les calories à la matière qui fond et se répartit uniformément à l'intérieur du moule.

[modifier] Refroidissement

La solidification de la matière est obtenue en projetant sur le moule de l'air ambiant (ventilation)ou de l'air avec un brouillard d'eau (micropulverisation). Le refroidissement continue jusqu'à durcissement du thermoplastque. source mes 20 ans experience dans le domaine du rotomoulage thermoplastique

[modifier] Démoulage

Lorsque la pièce obtenue, est suffisamment refroidie, on ouvre les raccords rapides, on soulève la partie mobile du moule et on extrait la pièce qui reproduit exactement l’architecture interne du moule. Pour les plastiques thermoplastiques, il est intéressant de retirer du moule la pièce encore chaude pour profiter de sa maléabilté (étant au dessus de la Tg)

[modifier] Utilisations

Le rotomoulage est une technique qui permet de faire la plupart des formes possibles simples ou complexe sans collage ni soudure :

des corps creux complètement fermés ou ouverts ;
des contenances de 0,8 à 175 200 l (limite théorique démontrée par le laboratoire Mines de Paris SUPALEX Matériaux);
des épaisseurs de 0,5 à 120 mm ;
des doubles parois, avec possibilité de remplissage par de la mousse ;
des parois multicouches ;
des inserts et des broches où l'on veut ;
des assemblages et collage de pièces et/ou d’accessoires.

Cette technique trouve des applications dans de nombreux secteurs :

jouets : ballons, poupées, voitures miniatures...
réservoirs, citernes ;
canoës, planches à voile ;
carters.
satellites
ordinateurs

[modifier] Le Rotomoulage

- Le moulage de matières plastiques par rotation est une des façons de produire des pièces à base de polymères. - Les pièces produites par ce procédé sont creuses. - Le procédé permet de réaliser des formes complexes. - La conception des pièces doit être pensée afin de convenir non seulement à l’usage final mais aussi au procédé de moulage. - Le design des moules est très important afin de faciliter le moulage et le démoulage des pièces. - A la conception du moule il faudra penser à tout ce qui pourra réduire les opérations de conformation de la pièce finale (la main d’œuvre ayant un cout non négligeable). - Les domaines d’application du rotomoulage sont très nombreux : travaux publics, assainissement, automobile, jouets, nautisme, mobilier urbain, équipement industriel.

[modifier] Le design des moules

L’étude des moules est primordiale et doit tenir compte au plus prêt de ce que sera la pièce définitive, de son utilisation et des contraintes qui lui seront appliquées. Les moyens de finition de la pièce doivent être prévus (inserts, filetages et défonçages,..).

Les moules peuvent être de différentes matières (tôle de fer, aluminium). Les moules de forme simple (réservoirs, boites, containers) peuvent être fabriqués en tôlerie. Les moules en aluminium sans formes complexes peuvent être fait par usinage. Dès que le design de la pièce finale se complique, il y aura production d’une maquette en bois afin de tirer des croutes qui serviront à couler les différentes parties du moule en aluminium. Le métier de modeleur sur bois est bien souvent impliqué à ce stade de la réalisation. Au moment de la conception du moule il faudra prendre en considération les différents retraits qui s’appliqueront jusqu’à l’étape finale de la pièce à produire. Le retrait de l’aluminium en coulée puis le retrait de la matière plastique utilisée pour produire la pièce peuvent en cumulé représenter 4.5 à 5 %. A l’intérieur du moule il ne faudra pas de contre-dépouille surtout si la matière plastique utilisée a un faible retrait (cas des polycarbonates). Tous les angles devront être rayonnés et le plus ouverts possible. La règle veut qu’il n’y ait jamais d’angles inférieurs à 45°. Le nombre des plans de joints ne devra pas être sous évalué. La disposition des plans de joints aura aussi son utilité tant sur la facilité du démoulage mais aussi sur l’esthétique. Même non utilisés lors du processus normal de démoulage, les plans de joins peuvent grandement servir lors de l’entretien des moules et lors d’incidents pouvant survenir lors du démoulage. La qualité de l'outillage, donc des pièces, dépend de la bonne maîtrise de sa conception. L'étude de l'outillage est réalisée par le bureau d'études suivant les spécificités de la technique de transformation choisie. Les formes de la pièce et l'aspect de finition désiré vont définir la nature du matériau à utiliser (aluminium coulé, acier chaudronné, matériaux composites) et le nombre de partie d'outillage ou partie usinée, nécessaire au démoulage.

[modifier] La finition des moules

Les moules peuvent être de différentes matières (tôle de fer, aluminium). L’état de finition des moules donnera l’aspect final de la pièce. Les plans de joints ont une grande importance non seulement sur la qualité finale mais aussi sur l’aspect. Les plans de joints assurent l’étanchéité du moule et concourent donc à l’aspect final. Un défaut de fermeture engendre un passage de matière qui nécessitera de l’ébarbage et laissera ainsi une marque plus ou moins visible et cela sans compter les effets de bullage qui souvent en résultent. Des inserts peuvent être posés pour convenir aux fonctionnalités finales de la pièce. Les parois internes du moule soit qu’elles soient lisses ou structurées donneront un aspect plus ou moins esthétiques. Après traitement par ponçage, sablage ou microbillage, l’intérieur du moule sera paré d’un agent de démoulage.