(thermoformage de pièces technologiques AP.ORG) - Allize-Plasturgie

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Prix unitaire pièce (€) Prix outillage (€) Cadence (nbre pièces /jour) Coût de la série investist + production (k€) Thermoformage 25 à 30 10.000 42 64 Injection 4,47 100.000 168 109 Estampage 25 à 30 50.000 210 104 Compression SMC 10 à 15 50.000 42 74 Moulage contact 70 5.000 21 145 RTM 64 10.000 21 138 Même tableau, dans l’hypothèse d’une production de 20.000 pièces : Prix unitaire pièce (€) Prix outillage (€) Cadence (nbre pièces /jour) Coût de la série investist + production (k€) Thermoformage 25 à 30 10.000 42 500 Injection 4,47 100.000 168 189 Estampage 25 à 30 50.000 210 590 Compression SMC 10 à 15 50.000 42 290 Moulage contact 70 5.000 21 1.405 RTM 64 10.000 21 1.290 Le thermoformage : des progrès techniques On constate des progrès dans le thermoformage pour des pièces plus performantes, plus précises, un procédé plus rapide, plus économe en matière, des outillages optimisés. Depuis longtemps le thermoformage est une technologie respectueuse de l’environnement avec une consommation réduite en énergie et un recyclage intégré dans les process. Les tendances actuelles se situent dans la capacité à réduire encore les épaisseurs de pièces, à mettre en œuvre des matières nouvelles, à améliorer le procédé, à progresser en faveur du développement durable. A propos d’utilisation de matières, on n’en est plus au temps où le thermoformage était une technique rustique réservée avant tout à des matières à large plage viscoélastique (PS ABS, PVC, acryliques). On en vient de plus en plus à thermoformer des polymères plus complexes : PP, PC, PET, des semi-cristallins techniques qui ne pardonnent plus l’approximation, voire des composites de fibres de verre ou de charges naturelles. Par exemple, l’institut de recherche en plasturgie (IKV) en Allemagne a travaillé à partir du procédé de formage pour permettre la mise en œuvre en petites séries de composites à matrice thermoplastique (PA 6, PA 66, PPS) renforcés tissu de verre. Le procédé a été modifié pour permettre le chauffage de la plaque à haute température tout en réduisant les déperditions de chaleur avant le formage de la plaque : 4 accroches isolantes maintiennent la plaque, celle-ci est chauffée par un système infra-rouge radiant, le moule est régulé en température, en partie supérieure, au moment du formage, une pression est appliquée sur la plaque par l’intermédiaire d’un diaphragme en silicone, avec un temps de contact du diaphragme sur la plaque inférieur à 10 secondes. Cette technologie permet la fabrication de façon économique d'une grande variété de pièces moulées renforcée par des toiles tissées pour des petites séries ou pour des prototypes. Les premiers résultats semblent être satisfaisants en termes de qualité de pièces produites.
L’apport de la simulation Les logiciels de CAO et de simulation du thermoformage permettent aujourd’hui d’optimiser le procédé, et ceci dès la phase de développement du projet dans le but de définir les paramètres essentiels de conception : choix de matière, géométrie de la pièce, technique de thermoformage, régulation de l’outillage, etc. La société Cadflow propose entre-autres des logiciels de simulation et des prestations pour le thermoformage. Un logiciel de simulation va par exemple être capable de montrer pour un cas précis, à quel moment et à quel endroit la plaque chauffée va entrer en contact avec le moule, à quel moment l’aspiration est déclenchée, quelle est la vitesse le refroidissement de la pièce, quelle est la répartition finale des épaisseurs de la pièce. En fonction de ces résultats, l’opérateur peut choisir sur son logiciel d’ajuster les paramètres de conception : modification de la régulation du moule, introduction du bullage dans le procédé, … puis de lancer de nouveau le calcul jusqu’à obtenir par exemple une plaque qui se déforme en épousant davantage la géométrie finale de la pièce, ou en donnant une meilleure répartition des épaisseurs finales de la pièce. Les paramètres optimisés par la simulation seront appliqués pour concevoir le produit et l’outillage. L’optimisation et le suivi de production Jusqu’à présent, peu de moyens existaient autour du procédé de thermoformage pour permettre l’optimisation des réglages et le suivi de la production, tout au plus un pyromètre pour mesurer la surface de la plaque pendant le chauffage puis le formage. La Société TFX a développé une technique de contrôle et d’optimisation du procédé de thermoformage à partir de mesures réalisées dans l’outillage. Cette technique nécessite l’implantation de capteurs de température dans l’outillage de thermoformage, proche de la surface d’empreinte. Ces capteurs sont couplés à un système de contrôle et d’acquisition de données. Un logiciel permet l’exploitation des résultats. Le nombre de capteurs et le choix de leur implantation dans l’outillage dépend de l’application et de ce que l’on cherche à exploiter. Un tel outil va apporter une aide à la mise au point de l’outillage et à l’optimisation des réglages. Il permet par exemple de mesurer la chute de température de la matière pendant son refroidissement et ainsi de contrôler l’efficacité du moule au refroidissement et l’homogénéité de température. C’est un outil qui peut réaliser un suivi de la production au cours du temps pour la traçabilité ou pour détecter les dérives de production. Il permet par exemple de montrer les variations de mise en forme liées à des changements de viscosité de la matière. Enfin, c’est un outil qui pourrait piloter certains paramètres de réglage comme le temps de refroidissement en fonction du refroidissement mesuré sur la pièce. Conclusion Le thermoformage est un procédé qui possède de réels atouts et qui semble avoir de belles perspectives devant lui pour évoluer vers des applications à haute valeur ajoutée, mais ceci dépendra des choix et de la volonté des industriels de la profession.
Page 1 and 2: Action : PERFORMANCE TECHNOLOGIQUE
Page 3: premières pièces sont sorties env

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