LES INFOS LES INFOS Spécial

LES INFOS Spécial
ÉDITORIAL
Cette 4ème lettre d'information du CRITT
Matériaux Alsace se veut plus spécialisée
que les précédentes.
Le CRITT Matériaux Alsace est un Centre de Ressources
Technologiques reconnu par le Ministère délégué à la Recherche
et aux nouvelles technologies.
Nous avons pour vocation d'accompagner les entreprises dans leur
développement.
Nous sommes spécialisés dans les matériaux et particulièrement
dans le verre, la céramique, les poudres technologiques, les
polymères et les matériaux pierreux.
AGENDA 2008
Nous avons choisi un focus sur une thématique d'actualité, correspondant à un
besoin économique et technique et sur
lequel nous pouvons apporter des réponses pertinentes :
l'utilisation de polymères
à la place des métaux.
Du 21 au
25 avril
Semaine de l’Innovation à la Région
Alsace :
- le 22 avril : les Assises de l’Innovation
- le 23 avril : Après-midi conférences avec
les CRITT’s d’Alsace
- Exposition les CRITTs d’Alsace toute la
semaine
22 Mai
Rencontre technique sur le traitement
industriel des surfaces polymères et
verres en partenariat avec Biophy Research
au CRITT Matériaux Alsace
Découvrez les secteurs d’activités concernés par cette thématique, les avantages et inconvénients du plastique ainsi
que de nombreuses applications.
Nous alternerons dans l'avenir des lettres d'infomations générales et d'autres
plus techniques.
25 septembre Portes Ouvertes pour les 20 ans du CRITT
Matériaux Alsace
En consultant l'agenda 2008, vous y
trouverez plusieurs occasions de nous
rencontrer et je vous invite dès maintenant à réserver le 25 septembre 2008
pour fêter avec nous les 20 ans du CRITT
Matériaux Alsace. Ce sera une journée
particulière où nous ferons côtoyer le
passé, le présent et l'avenir toujours au
service de l'innovation et de votre développement.
Bonne lecture,
Claude Richard
Retrouvez
toutes les
informations
sur le site du
CRITT MATERIAUX ALSACE
www.critt.fr
CONCEPTION DE PIÈCES
PLASTIQUES
Le CRITT Matériaux Alsace renforce son activité R&D dans le secteur polymères et vous
propose une aide à la conception de pièces
plastiques en partenariat avec l'INSA de
Strasbourg.
Téléchargez le dépliant sur notre site internet www.critt.fr ou contactez nous.
RETOUR SUR
UNE JOURNEE TECHNIQUE
Le CRITT Matériaux Alsace a participé à la
journée technique “Caractérisation et simulation en plasturgie : outils et enjeux”, le 6
décembre 2007 à Paris.
Vous pouvez télécharger l’intervention de
Françoise GUYONNET “Techniques de caractérisation des matières plastiques : Une aide
à la simulation numérique” sur notre site
internet.
© CRITT MARS 2008 - PAGE 1
UTILISATION DE MATIERES PLASTIQUES
EN REMPLACEMENT DES METAUX
Le remplacement du métal est devenu une
préoccupation majeure pour l’industrie automobile.
Suite à la flambée du prix des métaux, il s’agit avant tout de diminuer le coût de production des
véhicules.
Mais réduire la quantité de métal permet également de diminuer le poids du véhicule et donc sa
consommation en carburant : argument de poids au
vu de l’envolée du prix du pétrole et des réglementations de plus en plus strictes en terme d’émissions
de CO2.
Ces objectifs ont pu être atteints grâce à l'utilisation de matières plastiques qui allègent les
véhicules en se substituant au métal, au verre et aux
matériaux de câblage traditionnels et sont généralement moins chers que les métaux.
Tous concernés par
le remplacement des métaux
La tendance à remplacer le métal ne concerne pas seulement l'industrie automobile. De nombreuses industries de pointe, notamment l'électronique, désirent utiliser des matériaux plus légers et
plus performants que les métaux, notamment pour
être plus compétitives.
Ces industries se doivent de proposer des produits
toujours plus innovants qui se démarquent les uns
des autres tout en maintenant bien sûr des marges
élevées et un faible coût.
Ce démarquage s'obtient par le design et l'aspect
visuel de la pièce mais également par le développement de nouvelles fonctionnalités requérant des
systèmes miniaturisés ou plus sophistiqués, propriétés parfois difficiles à obtenir avec des métaux, d’où
un intérêt accru pour substituer au métal des matières plastiques.
Le duel plastique / métal
Les métaux présentent entre autres une meilleure résistance / tenue mécanique (robustesse,
rigidité, dureté...) et une meilleure tenue aux hautes
températures que les plastiques courants.
Les matières plastiques parviennent toutefois
non seulement à remplacer le métal dans de nombreuses applications, engendrer des économies mais
également conférer de la valeur ajoutée grâce à
leurs multiples avantages en comparaison du métal :
- plus grande liberté de conception au niveau du
design et de l'aspect de la pièce (réalisation de formes géométriques complexes impossibles à réaliser
avec du métal, facilité de coloration et de décoration...)
- consolidation de la pièce / de la structure (possibilité de mouler par injection la matière plastique en
une pièce finie regroupant à elle seule toutes les
fonctions assurées par un assemblage de plusieurs
pièces métalliques)
- facilité de mise en oeuvre (élimination d'opérations
d'assemblage et de post-finition)
- résistance à la corrosion
- réduction du poids
- meilleur résistance à l'usure et plus faible coefficient de friction
- réduction du bruit
Quelques exemples ...
Les matières plastiques sont déjà utilisées avec succès pour remplacer par exemple l'aluminium, l'acier, l'acier inoxydable, le magnésium, le bronze et des alliages de bronze dans de
nombreux secteurs d'activités : automobile, aéronautique et aérospatial, équipement semiconducteur, appareils électroniques, instruments et appareils chirurgicaux et médicaux.
Dans le secteur de l'automobile par exemple, elles sont utilisées pour fabriquer des
engrenages et des roues dentées, des composants de carburateur, des composants de transmission, des bouchons de réservoir de carburant, des pare-chocs et bien d'autres éléments
encore.
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Pour ces raisons, le processus de remplacement du métal n'est pas uniquement limité au choix de la matière première (il ne suffit
pas de comparer les prix au kilo) : il est fondamental d'adopter une nouvelle approche
basée sur la fonctionnalité et de repenser la
conception de l'assemblage complet et non
pièce par pièce.
Polymères techniques de base :
Incorporation de renforts
D'autres recherches ont porté sur le
développement de grades spécifiques de polymères techniques de base pour combler l'écart
séparant ces polymères des plastiques techniques hautes performances.
Le choix des matériaux
Le remplacement des pièces métalliques
par des pièces plastiques a été rendu possible
par le développement de plastiques techniques
hautes performances qui atteignent et parfois
même surpassent les propriétés des métaux.
Polymères techniques hautes
performances non renforcés
Parmi ces polymères techniques hautes
performances, qui ont une température de
fusion élevée et présentent une résistance
mécanique importante, on trouve des polymères thermoplastiques non renforcés tels que :
- des polyéthersulfone (PES)
- des polysulfone (PSU)
- des polysulfure de phénylène (PPS)
- des polyétheréthercétone (PEEK)
- des polyacétal (POM)
Limite d’élasticité /
Masse volumique
Ceci a pu être obtenu par l'incorporation de
renforts :
- des fibres de verre courtes standards, dans de fortes proportions. Le taux de
fibres a été augmenté jusqu'à 60% pour des
polyamides.
- des fibres de verre longues, qui ont
permis de se rapprocher encore davantage des
propriétés du métal (on parle alors de LFRT :
Long Fiber Reinforced Thermoplastic).
- des fibres de carbone.
On trouve ainsi des grades spécifiques de polymères techniques de base renforcés tels que :
- des polyéthylène térephtalate (PET)
- des polypropylène (PP)
- des polyamide (PA)
Les polyamides renforcés
Une gamme particulièrement vaste de
polyamides renforcés à base de :
- PA 6,6
- PA 4,6
- PA 6 a ainsi été développée.
Le PA 6,6 pionnier dans les pièces mécaniques
automobiles a été supplanté par le PA 6 moins
cher, présentant un meilleur état de surface et
résistant à de plus hautes températures à long
terme, même s'il fond à une température légèrement inférieure à celle du PA 6,6.
PAGE 3 - © CRITT MARS 2008
Les voies de recherches actuelles
Des développements plus récents portent sur la réduction de la dimension particulaire des matériaux
de renforcement afin de produire une zone interfaciale nettement plus importante : développement de thermoplastiques nano-renforcés. Les nano-composites permettent notamment d'obtenir des propriétés équivalentes avec une charge de fibres de verre moins importante.
Mais certaines propriétés des métaux sont plus difficiles à atteindre, notamment la conduction thermique, la conduction électrique ou encore leur caractère non-inflammable. Ceci interdit aux matières plastiques de remplacer le métal dans certaines applications, notamment dans l’industrie automobile ou l’électronique où la tendance à miniaturiser les composants et à accroitre les tensions électriques exige une dissipation de la chaleur plus efficace qui dépasse les capacités des plastiques actuels.
Toute la difficulté consiste à trouver une matière plastique avec une meilleure conductivité thermique mais qui conserve une bonne aptitude au moulage et un faible coût. Des recherches actuelles portent
sur ces points difficilement conciliables.
Contact : Françoise GUYONNET, chef de projet Polymères
Engrenages
Roues dentées
Electronique :
Pièces intérieurs des
téléphones portables
Automobile :
Pare-choc
Automobile :
Eléments des
systèmes d’air-bag
NOS PRESTATIONS
Développer de nouveaux produits,
Contrôler vos matières premières et/ou produits finis,
Expertiser les défauts et défaillances de pièces techniques.
Le CRITT Matériaux Alsace vous accompagne et vous guide dans vos démarches en mettant à votre disposition des moyens techniques et des compétences pour intervenir sur les polymères ainsi que sur les charges minérales.
Dans le cadre du développement d’un nouveau produit, notamment le remplacement du métal par une
matière plastique, nous pouvons vous aider dans l’élaboration du cahier des charges matière et le choix du
matériau de remplacement.
Notre laboratoire dispose également de ses propres équipements pour la formulation et la production de
compounds ainsi que la caractérisation des matériaux : propriétés mécaniques, thermiques, rhéologiques.
CRITT Matériaux Alsace
19, rue de St Junien B.P. 23
67305 SCHILTIGHEIM CEDEX
Tél. : (+33) 03 88 191 510
Fax : (+33) 03 88 191 514
www.critt.fr / [email protected]
COMITÉ DE RÉDACTION
Claude Richard, Fabrice Surma,
Joëlle Schotter
Maquette
CRITT Matériaux, France Création
Impression
CRITT Matériaux Alsace
© 2008 CRITT MATÉRIAUX & FRANCE CRÉATION www.francecreation.com
En tant que fabricant, transformateur ou utilisateur de matériaux plastiques et composites, vous souhaitez :