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Comprendre la fiche technique

Comprenez les valeurs sur la fiche technique,
et obtenez la performance optimale de votre produit.


La production de pièces à partir de produits semi-finis extrudés est généralement préférée lorsque le moulage par injection n'a pas de sens, et aussi souvent en raison des meilleures performances de la pièce extrudée. Les ingénieurs plasticiens expérimentés ont appris que la performance d'une pièce usinée peut être bien meilleure que celle d'une pièce injectée. Malheureusement, une comparaison des fiches techniques du polymère et des pièces usinées suggère exactement le contraire.

Pourquoi les propriétés des pièces extrudées correspondent-elles rarement à celles d'une fiche technique ?

Il est nécessaire de bien savoir comment le matériel coule pendant la production. C'est la clé pour comprendre ce phénomène, en particulier dans les produits renforcés de fibres. L'orientation moléculaire basée sur les profils d'écoulement de la masse fondue s'applique également aux types non chargés, donc les mêmes principes s'appliquent, même si l'anisotropie est moins problématique pour les types non renforcés.

Toutes les données des fiches techniques et les certificats d'analyse sont générées à l'aide de barres de traction injectées. Les fiches techniques et les certificats d'analyse produits par les fabricants de polymères sont acceptés par l'industrie pour confirmer qu'un lot est bien conforme aux normes. Ces valeurs sont rarement ou jamais une représentation précise de la résistance, de l'allongement ou de la dilatation thermique d'une pièce finie.


Figure 1 : Barre de traction injectée – - Profil de remplissage d'une barre de traction. Vous voyez l'orientation des fibres pendant de l'injection du matériau à travers le seuil dans une matrice polie. Le moule plus froid gèle le plastique, et le polissage assure une excellente qualité de surface, sans fibres cassées ou coupées. Les fibres sont presque parfaitement alignées dans la direction du test.

Puisque toutes les propriétés sont mesurées sur des barres de traction injectées, comme décrit ci-dessus, l'opinion générale est que toutes les pièces injectées ont de meilleures propriétés que leurs équivalents fabriqués à partir de produits semi-finis extrudés. C'est vrai pour une barre de traction, mais très peu de produits moulés ont un profil de remplissage aussi "presque parfait". Ce profil optimise la résistance du matériau dans l'orientation souhaitée. Seuls quelques pièces moulées peuvent être utilisées pour produire de bonnes barres de traction. La fausse idée que les propriétés optimales de polymères ne peuvent être obtenues que par moulage par injection subsiste donc.

Le tableau suivant montre les résultats d'un produit injecté contenant 30% de fibres de carbone, qui est transformé en barres de test, et en quoi les barres diffèrent. Les valeurs du certificat de lot sont comparées aux valeurs des barres de traction fabriquées à partir d'une plaque carrée injectée de 4 mm (75 mm x 75 mm) d'épaisseur du même lot. Les barres de traction ont été découpées dans 3 directions : dans le sens de l'écoulement, à 45° du sens d'écoulement, et enfin perpendiculairement au sens d'écoulement. Ceci pour illustrer les différences de propriétés dans chaque direction.

Résistance à la traction (MPa) Module de traction (GPa) Allongement (%) Comparaison avec la barre ISO527 (%)
Barre de traction injectée (ISO 527)) 259 26.2 1.5
Barre de traction, découpée de la plaque injectée, dans le sens d'écoulement. 162 17.2 1.0 62%
Barre de traction, découpée de la plaque injectée, à 45° du sens d'écoulement 126 11.0 0.7 49%
Barre de traction, découpée de la plaque injectée, transversalement au sens d'écoulement 112 9.7 0.6 43%

Notez que même les échantillons traités dans le sens de l'écoulement n'atteignent pas les "propriétés de la fiche technique". Les propriétés des produits moulés par injection et des produits semi-finis dépendent donc également du sens d'écoulement.

A quoi ressemble l'orientation dans les pièces extrudées ?

La vitesse d'extrusion et de refroidissement très lente, de l'extérieur vers l'intérieur, conduit à un "cône de fusion". C'est la limite entre la phase de polymère fondue et la phase de polymère solide. Une grande partie du renforcement des fibres est alignée le long de ce cône de fusion, ce qui signifie que l'orientation change en fonction de la forme du cône de fusion.

Notez que la forme de ce cône est tridimensionnelle, ce qui signifie que la forme est conique dans le cas d'une barre ou parabolique en forme de plaque. Les tubes sans ligne de soudure de Drakeont un cône de fusion qui est difficile à illustrer dans un dessin en deux dimensions mais facile à imaginer.


Figure 2: barre de 15,9 mm en diamètre – - montre le profil d’écoulement des barres produites par Drake. Le profil d’écoulement gèle et détermine ainsi l'orientation des fibres. Notez qu'une barre de traction fabriquée à partir de ceux-ci est presque perpendiculaire à l'orientation des fibres.


Figure 3: barre de 102 mm en diamètre - illustre le profil d’écoulement et l'orientation des fibres qui lui est associée.


Figure 4 : 305 x 305 x 32 mm Plaque plate extrudée de Drake - montre le profil d’écoulement et donc l'orientation des fibres.

Afin d'obtenir des performances optimales des pièces en plastique, il est nécessaire de bien se concerter sur le moule. Si vous prévoyez de produire des pièces moulées par injection ou des produits semi-finis, commencez par le positionnement des pièces dans le moule et déterminez la position exacte des seuils d'injection et des évents. Les ingénieurs de Drake le savent et le comprennent, et en tiennent toujours compte lors du développement de nouveaux procédés de fabrication de pièces critiques. Demandez le à Drake.