Transformation des Elastomères Thermoplastiques

Transcription

Injection et Extrusion
Transformation des
Elastomères Thermoplastiques
Les informations contenues dans ce document
correspondent à notre connaissance actuelle et
à notre expérience. Compte-tenu de la multitude
des paramètres influents et des types
d’applications, l’utilisateur n’est pas dispensé
de mener ses propres tests de validation. Ces
informations ne fournissent en aucun cas une
assurance légale concernant des propriétés
particulières ou l’aptitude à des applications
spécifiques. Il est de la responsabilité du
destinataire de nos produits d’observer tous les
droits de propriété ainsi que toutes les lois et
dispositions légales en vigueur.
Table des matières
1
La société KRAIBURG TPE ............................................................................... 6
2
Les Elastomères Thermoplastiques – propriétés ................................................. 7
3
KRAIBURG TPE – les produits .......................................................................... 9
4
Avantages des élastomères thermoplastiques .................................................. 10
5
4.1
Avantages de la transformation des élastomères thermoplastiques
4.2
Avantages du procédé de moulage par injection
4.2.1
La bi-injection
4.2.2
Facteurs importants la bi-injection ............................................11
4.3
Avantages de la transformation par extrusion ....................................... 13
4.4
Conditionnement et stockage
4.5
Etuvage ........................................................................................
4.6
Coloration
4.7
Recyclage ......................................................................................... 17
16
La transformation par injection ..................................................................... 18
5.1
La presse d’injection
5.2
Nettoyage de la presse
5.3
Pression hydraulique / spécifique ........................................................ 19
5.4
Paramètres de transformation .............................................................. 20
5.5
Cylindre et température de fusion
5.6
Température outillage ........................................................................ 21
5.7
Pression et vitesse d’injection
5.8
Etude de remplissage / remplissage volumétrique .................................. 22
5.9
Phase de maintien ............................................................................ 23
5.10 Contre pression et vitesse de rotation de la vis ..................................... 24
5.11 Matelas résiduel .............................................................................. 25
5.12 Point d’injection
5.13 Eventation......................................................................................... 26
5.14 Surface de l’outil et éjection
5.15 Retrait .............................................................................................. 27
6
Moulage par Injection : Résolution des problèmes ............................................ 28
7
La transformation par extrusion .................................................................... 31
8
7.1
L’extrudeuse
7.2
Nettoyage de la machine
7.3
Vis, filtres et disques perforés
7.4
Paramètres de transformation
7.5
Température de transformation ........................................................... 32
7.6
Température filière
7.7
Calibrage ........................................................................................ 33
7.8
L’outillage d’extrusion
Extrusion : Résolution des problèmes ............................................................. 34
1
La société KRAIBURG TPE
KRAIBURG TPE développe et produit des Elastomères Thermoplastiques depuis de
nombreuses années. A travers cette spécialisation, KRAIBURG TPE est reconnu en tant que
leader par ses compétences et son innovation. Grâce à ses sites de fabrications et ses
agences commerciales réparties stratégiquement en Asie, Europe, et Amérique du Nord,
KRAIBURG TPE répond aux demandes locales avec rapidité, efficacité et proximité.
La gamme des produits et de services de KRAIBURG TPE correspond aux attentes du
marché et de nos clients. L’offre est complétée par des produits développés sur mesure.
Les produits sont fabriqués sur nos différents sites internationaux selon les mêmes critères
élevés de qualité.
6
1. La société KRAIBURG TPE
2
Les Elastomères Thermoplastiques – propriétés
Les Elastomères Thermoplastiques (TPE) sont livrés sous forme de granulés. Les granulés de
KRAIBURG TPE peuvent être transformés sans additifs et se distinguent par leurs excellentes
propriétés mécaniques telles que :
Adhésion
Les TPE sont compatibles avec la plupart des thermoplastiques par le biais de la co-injection ou co-extrusion. Les Produits de KRAIBURG TPE adhèrent chimiquement avec les PP,
PE et PS, ou avec les thermoplastiques techniques tels que PC, ABS, SAN, PBT, etc. en
fonction de leur formulation. Certains sont aussi compatibles avec les polyamides, tels que
PA6, PA66, et PA12 en offrant d’incomparables niveaux de résistance au pelage.
Résistance aux UV
La résistance aux intempéries et aux UV des produits de KRAIBURG TPE répond aux plus
grandes exigences de l’extérieur automobile, conformément par exemple au vieillissement
climatique accéléré de 3 ans selon la norme VW PV 3930. La gamme bâtiment répond
strictement aux exigences des normes RAL-GZ 716 et CSTB/DER/BV-PEM pour les applications de joints extérieurs de fenêtre dans le domaine du bâtiment.
Fluidité
KRAIBURG TPE produit des compounds de viscosités variées en fonction des exigences des
différents marchés. La gamme standard comprend des produits de faible viscosité, permettant par exemple l’encapsulation de vitres en diminuant les risques de casse des verres.
Cependant, la gamme standard inclut aussi des produits de haute viscosité permettant une
meilleure résistance à la température.
Toucher
La technologie de co-injection permet de créer des surfaces souples sur des zones de
préhensions de pièces en leur conférant un toucher plaisant. Différents niveau de toucher
peuvent être obtenus, en fonction des demandes clients. Par exemple, des surfaces souples
avec plus ou moins de propriété anti-dérapante.
2. Les Elastomères Thermoplastiques
7
Stabilité en Température
En n’utilisant que des matières premières de première qualité, les compounds de
KRAIBURG TPE offrent une excellente stabilité à la chaleur, même en cas de fortes
températures. En fonction de l’application, certaines références résistent à des
températures jusqu’à 140°C en continu.
Coloration
Les TPE sont facilement colorables avec l’ajout de mélanges-maîtres. KRAIBURG TPE peut
aussi fournir des compounds teintés masse dans toutes les teintes et selon des tolérances
très faibles. Les élastomères thermoplastiques combinent ces différentes caractéristiques et
offrent aux transformateurs, aux designers, ainsi qu’aux donneurs d’ordres de nombreux
avantages et possibilités.
8
2. Les Elastomères Thermoplastiques
3
KRAIBURG TPE – les produits
KRAIBURG TPE propose une vaste gamme d’élastomères thermoplastiques orientés marchés
et clients regroupés sous les noms commerciaux THERMOLAST®, COPEC®, For Tec E® et
HIPEX®.
THERMOLAST®
Cette gamme de compounds est divisée en cinq groupes distincts nommés
THERMOLAST® K, THERMOLAST® V, THERMOLAST® A et THERMOLAST® M. La grande
diversité des compounds THERMOLAST® concernant les duretés, couleurs, aspects de surface et caractéristiques mécaniques apporte une offre quasiment illimitée de design et de
fonctionnalités des produits finis.
COPEC®
Les compounds COPEC® se distinguent par un toucher exceptionnel. Ces TPE procurent un
toucher velours incomparable. Les compounds COPEC® offrent aussi une excellente résistance
aux corps gras et aux détergents.
For Tec E®
Les compounds For Tec E® permettent une adhésion chimique extrêmement forte avec les PA
6.6 et la plupart des Polyamides semi-aromatiques. Ils résistent très bien aux corps gras et
aux produits chimiques.
HIPEX®
Les compounds HIPEX® sont destinés aux applications nécessitant une résistance aux fortes
températures et en contact avec les huiles. Ces TPE sont généralement utilisés dans les environnements moteurs ou proches des transmissions.
Scannez ce code QR avec votre smart phone*
pour de plus amples informations sur nos produits
www.kraiburg-tpe.com.
* L’application KRAIBURG TPE comprenant un lecteur QR est disponible gratuitement sur App Store ou en ligne sur
http://www.kraiburg-tpe.com/de/news_press/multimedia
3. KRAIBURG TPE – les produits
9
4
Avantages des élastomères thermoplastiques
4.1
Avantages de la transformation des élastomères thermoplastiques
Le succès des élastomères thermoplastiques s’explique principalement par les avantages
apportés par le moulage de multi composants. Les compounds TPE se transforment comme
les plastiques, même si ils ont des propriétés proches des élastomères. Ils sont
particulièrement adaptés pour les fabrications en grandes séries, principalement dans le
cas de multi composants.
4.2
Avantages du procédé de moulage par injection
Différences de transformation en comparaison avec les élastomères conventionnels:
• Aucune vulcanisation n’est nécessaire
• Adapté à la transformation des thermoplastiques conventionnels
• Aucun investissement n’est généralement nécessaire
• Procédé de transformation plus économique
• Temps de cycles plus courts
• Fenêtre de transformation large
• Faible consommation énergétique
• 100 % recyclable
• Facile à colorer
• Non corrosif
• Utilisation d’aciers standards pour les outillages
4.2.1 La bi-injection
La bi-injection est généralement utilisée compte-tenu de ses coûts d’assemblage réduits
voire inexistants et d’un temps de cycle faible, permettant des économies de coûts de
production.
La bi-injection permet des combinaisons simples rigide-souple, comme par exemple les
joints d’étanchéité, des éléments antidérapants, des poignées, etc. Pour des raisons
esthétiques ou de différentiation, des compounds TPE de différentes couleurs sont souvent
ajoutés aux autres thermoplastiques. De nombreux boitiers sont surmoulés de TPE afin
d’ajouter un toucher souple et chaud à la surface de la pièce.
10
4. Avantages des élastomères thermoplastiques
Avantages
• Adhésion chimique sur les thermoplastiques standards
• Variations de duretés, flexibilité
• Plus grande liberté de design (couleur, états de surfaces, etc.)
• Grande productivité
• Pas d’assemblage des composants
• Contrôle qualité réduit au contrôle du multi composants
• Réduction du poids pièce
• Autres avantages pour le client final (design, qualité, fonction, etc.)
4.2.2 Facteurs importants pour la bi-injection
Le facteur suivant est très important dans le cas de bi-composants : le TPE doit être adapté
aux propriétés du thermoplastique. La principale caractéristique concerne la polarité chimique. Elle doit être compatible entre le TPE et le thermoplastique. KRAIBURG TPE a développé de nombreuses séries de produits compatibles avec certains thermoplastiques en
tenant compte de cette obligation.
Les produits peuvent être classés en trois principaux groupes :
•
Les Thermoplastiques apolaires tels que : PP et PE
•
Les Thermoplastiques polaires tels que : ABS, PC, SAN, PBT, POM
•
Les Polyamides
Le second facteur essentiel pour une bonne adhésion est la bonne préparation du thermoplastique rigide. Ceci est obtenu avec une température adéquate (température de fusion et
d’outillage) du composant souple. Une épaisseur suffisante du TPE facilite l’adhésion sur le
composant rigide. L’adhésion est perturbée en cas de migration de substances telles que
les agents démoulant ou autres additifs présents sur la surface de contact.
11
Afin de comparer la qualité d’adhésion entre différentes matières, un test de pelage est
effectué selon la directive VDI 2019.
Le dispositif d’essai de traction montré ci-dessous mesure la force de pelage en N/mm
en fonction de la distance parcourue par la pince supérieure du dispositif d’essai. Cette
distance est définie comme la distance de pelage. Le pourcentage d’allongement du TPE
est indiqué dans le même temps.
Dimensions des éprouvettes
Partie en thermoplastique : 130 x 60 x 2 mm
Partie en TPE : 130 x 20 x 2 mm
Nous vous fournissons volontiers des plaquettes échantillons (réalisées sur une machine
d’injection pour bi-matière).
Veuillez considérer que le procédé de transformation, les paramètres de transformation, la
géométrie des pièces et la composition du composant rigide ont une influence considérable sur les résultats d’adhésion. Il est important de noter que l’adhésion définitive n’est
atteinte qu’après une durée d’attente d’environ 24h.
Notre service technique vous assistera volontiers dans la conception, le choix des matériaux et les essais à réaliser.
12
4.3
Avantages de la transformation par extrusion
En parallèle à l’injection, l’extrusion est aussi adaptée aux TPE. Il est possible d’utiliser
une ligne d’extrusion standard pour thermoplastiques. Les pièces multicomposants sont
fréquentes en extrusion. Le TPE est soit co-extrudé directement sur le thermoplastique soit
il est possible d’extruder plusieurs TPE de différentes duretés simultanément.
KRAIBURG
TPE propose une variété de compounds compatibles avec les PP, PE, ABS, PS, PC, PVC-U
(PVC rigide), etc.
Avantages
•
Aucune vulcanisation n’est nécessaire
•
Adapté à la transformation des thermoplastiques conventionnels
•
Aucun investissement n’est généralement nécessaire
•
Procédé de transformation plus économique
•
100 % recyclable
•
Facile à colorer
•
Non corrosif
•
Compatibilité avec la plupart des thermoplastiques
•
Variations de duretés, flexibilité
4.4
Conditionnement et stockage
En fonction de la densité des compounds, les TPE sont livrés en sacs 20 kg (B102) ou 25
kg (B100), en octabins en vrac, ou en Big-Bags. En cas de stockage prolongé, les produis
doivent être stockés au sec et à l’abri de la lumière.
13
Les conditionnements suivants sont disponibles chez KRAIBURG TPE:
B100 (sacs)
• 8 rangées de 3 sacs chacune (24 sacs) empilés sur palettes en bois (CP2) filmées
• Pour compounds avec densité ≥ 1.05 g/cm³
• Poids net maxi : 600 kg (25 kg par sac)
• Longueur: 1.20 m · largeur: 0.80 m · hauteur : 1.25 m
• Palettes non gerbables
B102 (sacs)
Différences avec B100:
• Pour compounds avec densité ≤1.05 g/cm³
S100 (sacs placés dans un carton)
• 18 sacs placés dans un carton, empilés sur palettes en bois (CP2)
• Poids net maxi: 450 kg (25 kg par sac)
• Longueur: 1.20 m · largeur: 0.80 m · hauteur : 1.05 m
• Palettes gerbables
S102 (sacs placés dans un carton)
Différences avec S100:
• Pour compounds avec densité ≤ 1.05 g/cm³
S140 (sacs, avec socle et couvercle en carton) – uniquement disponible pour les compounds
> 40 ShA
• 24 sacs placés dans un carton, empilés sur palettes en bois (CP3)
• Longueur : 1.14 m · largeur : 1.14 m · hauteur : 0.95 m
• Palettes gerbables uniquement en conteneurs
14
S142 (sacs, avec socle et couvercle en carton) - uniquement disponible pour les compounds
> 40 ShA - Différences avec S140:
•
25 sacs placés dans un carton, empilés sur palettes en bois (CP3)
•
Pour compounds avec densité ≤ 1.05 g/cm³
•
Poids maxi : 500 kg (20 kg par sac)
C100 (octabins)
•
En vrac en grand octabin sur palette bois (CP1)
•
Poids net maxi : 400 à 500 kg, en fonction de la densité du compound
•
Longueur : 1.20 m · largeur : 1.00 m · hauteur : 0.90 m
•
Palettes gerbables 3 fois maximum
C110 (petits octabins)
•
En vrac en petit octabin sur palette bois (CP2)
•
Poids maxi : 300 à 350 kg, en fonction de la densité du compound
•
•
Palettes gerbables 3 fois maximum
C130 (grands octabins) – uniquement disponible pour les commandes ≥ 2,500 kg
•
En vrac en grand octabin sur palette bois (CP1)
•
Poids maxi : 800 à 1,000 kg, en fonction de la densité du compound
•
•
Palettes non gerbables
C140 (Big-Bag) - uniquement disponible pour les commandes ≥ 2,500 kg
•
En vrac en big-bag (Type 05) sur palette bois CP3
•
Poids maxi : 750 à 1,000 kg, en fonction de la densité du compound
•
•
Palettes non gerbables
Important : Il existe de forts risques de compactage pour les compounds de dureté
< 30 shore A. A prendre en compte pour le transport et le stockage.
15
4.5
Etuvage
Compte-tenu de la large gamme de TPE de KRAIBURG TPE, le besoin d’étuvage dépend
de la composition précise du compound. Veuillez vous référer aux préconisations de transformation afin de connaître les conditions d’étuvage recommandées disponibles sur www.
kraiburg-tpe.com.
Les temps recommandés ne doivent pas être dépassés. L’étuvage permet d’améliorer l’aspect de surface de tous les TPE.
Pour les applications bi-injectées, si le composant rigide doit être étuvé, alors il est recommandé d’étuver aussi le TPE. Les élastomères thermoplastiques compatibles PP n’ont
pas besoin d’être étuvés. Les compounds destinés aux adhésions sur les thermoplastiques
techniques tels que PC, ABS ou PA, doivent être étuvés.
Pour l’extrusion, il est recommandé d’étuver pour les épaisseurs ≥ 3 mm.
4.6
Coloration
A quelques exceptions près, nos matières issues de nos séries standards sont transparentes, translucides, naturelles ou noires. Nous pouvons cependant fournir toutes les
couleurs possibles sur demande. La couleur de base des compounds permet même les
couleurs lumineuses ou vives. Cependant, il est très facile de colorer directement sur les
presses d’injection ou les extrudeuses via l’utilisation de mélanges-maîtres. Les compounds
THERMOLAST® peuvent être colorés de façon très précise et offrent une stabilité de couleur
bien meilleure que les EPDM/PP.
16
Les mélanges-maîtres universels peuvent convenir dans la plupart des cas. Selon la couleur
souhaitée, un taux de 2 à 5 % devra être ajouté au compound TPE. Pour la transformation,
veuillez vous référer aux préconisations du fournisseur de mélange-maître. La couleur ne
doit pas modifier de façon significative les caractéristiques mécaniques de la matière de
base. La dureté peut augmenter de 0.5 à 2 Shore A, en fonction du mélange-maître.
4.7
Recyclage
Compte-tenu de leur caractère thermoplastique, les élastomères thermoplastiques peuvent
être recyclés. Un taux de matière recyclée jusqu’à 15% peut être ajouté à la matière
vierge.
Des broyeurs spécifiques sont nécessaires pour le recyclage des élastomères thermoplastiques, des matériaux fibreux ou rigides. Une rotation lente permet d’obtenir de meilleurs
résultats. Les particules rebroyées de 2 à 10 mm sont obtenues avec des lames très affutées.
Plus les carottes ou les pièces sont froides, plus le rebroyage sera efficace. Le graphique
suivant vous informe sur les modifications de caractéristiques mécaniques dans le cas de
matière rebroyée à 100% après plusieurs cycles. Au total, la matière a été rebroyée 8 fois
et les pièces injectées 9 fois.
Caractéristiques mécaniques après x cycles de recyclage en % des valeurs d’origine
17
5
La transformation par injection
5.1
La presse d’injection
Les élastomères thermoplastiques de KRAIBURG TPE peuvent être transformés sur des presses d’injection plastiques conventionnelles avec vis à trois zones.
Les vis doivent avoir un taux de compression d’au moins 2:1 et un ratio L/D d’au moins
20. Dans certains cas, il peut être avantageux d’utiliser des vis avec filet barrière de façon
à améliorer la plastification. La transformation avec buses ouvertes est possible. Toutefois,
l’utilisation de busettes à obturateur apporte de meilleurs résultats.
La taille de la vis doit être choisie en fonction du temps de stagnation de la matière dans
la vis. Le volume des canaux chauds ne doit pas dépasser deux fois le volume injecté. Les
compounds THERMOLAST® K peuvent généralement résister à un long temps de résidence.
En revanche, il ne faut pas excéder 5 minutes pour les compounds COPEC® et HIPEX®.
Pour de plus amples informations, merci de vous rapprocher de votre contact habituel chez
KRAIBURG TPE.
5.2
Nettoyage de la presse
Avant toute transformation de TPE, nous vous recommandons de nettoyer la presse avec
du polypropylène. Si le changement est en cours, faites tourner la presse avec la matière
résiduelle puis nettoyée avec du PP. La presse doit être exempte de PVC.
18
5. La transformation par injection
5.3
Pression hydraulique / spécifique
Les presses d’injection modernes possèdent un double affichage en pression hydraulique
ou spécifique. La conversion s’effectue à l’aide de la formule suivante:
P1
A1
A2
P2
P1: pression spécifique; A1: coupe transversale de la vis; P2: pression hydraulique; A2: presse hydraulique plate
La pression spécifique (ou absolue) est la pression de référence pour le réglage de la
presse. En utilisant la pression spécifique, il est plus facile de comparer les réglages d’une
machine à une autre. La pression spécifique est la pression réelle appliquée sur la matière.
En général, un tableau de conversion indiquant les équivalences entre pressions spécifique
et hydraulique est apposé sur les presses. Si ce n’est pas votre cas, vous pouvez vous procurer les valeurs de conversion auprès du fabricant de votre machine.
Tableau de conversion de pression hydraulique à spécifique de plusieurs diamètres de vis
19
5.4
Comme les compounds de KRAIBURG TPE sont très différents en fonction de leurs applications, il existe de nombreuses différences de paramètres de transformation entre les
différentes références. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les fiches techniques disponibles sur notre site internet.
5.5
Cylindre et température de fusion
En général, il faut augmenter la température entre la zone d’alimentation (après la trémie)
et les zone suivantes de 10 à 20 °C par zone. La température de la buse doit être équivalente ou plus basse de 5 à 10 °C à la dernière zone du cylindre.
Pour les produits THERMOLAST®, la fluidité augmente avec le cisaillement alors que la
température a peu d’influence sur la viscosité en comparaison avec les autres thermoplastiques.
Résultats possibles avec une température d’injection élevée :
• meilleure adhésion
• écoulements plus longs
Résultats possibles avec une température d’injection faible :
• prévenir de dégradation thermique
• Prevention of thermal damage
20
5.6
Température outillage
La température optimale d’outillage varie en fonction des compounds, notamment en cas
de bi-injection.
En général, nous recommandons 25 à 40 °C. Pour les faibles épaisseurs, nous recommandons 40 à 60 °C. Pour la bi—injection, la température du moule dépend des préconisations pour le matériau rigide.
Résultats possibles avec une température d’outil élevée :
•
meilleure adhésion
•
meilleur aspect de surface
Résultats possibles avec une température d’outil faible :
•
moins bonne adhésion
5.7
Pression et vitesse d’injection
La pression d’Injection et la vitesse d’injection influencent la viscosité structurelle de la
matière et varient donc d’un compound à un autre. Pour les compounds fortement
visqueux, il est essentiel que la matière subisse un cisaillement suffisant. C’est à dire que
l’emprunte doit être remplie avec une pression d’injection élevée et une vitesse d’injection
d’environ 50 à 80 % du maxi machine. Le temps d’injection doit être compris entre 0.5 et
2 secondes. De fait, il est possible d’obtenir de grandes longueurs d’écoulement avec de
fines épaisseurs matières.
La corrélation entre la fluidité matière et le couple température-pression d’injection est
démontrée dans le tableau suivant, établi à partir de compounds THERMOLAST® de haute
viscosité :
21
Longueur d’écoulement en spirale en cm / pression limitée à 900 bar (pression spécifique)
Température
200 °C
220 °C
240 °C
Vitesse en
mm/sec
30
50
75
30
50
75
30
50
75
TC4GPN
71
131
–
81
133
–
83
124
–
TC6GPN
68
93
–
69
107
164
70
126
183
TC9GPN
57
59
58
70
72
72
72
90
90
Résultats possibles avec une vitesse d’injection élevée
• Surface homogène
• meilleure adhésion
Résultats possibles avec une vitesse d’injection faible
• moins de tensions
5.8
Etude de remplissage / remplissage volumétrique
Les vitesses et pressions d’injection optimales sont obtenues à l’aide d’une étude de remplissage. L’étude de remplissage commence dès l’allumage de la presse en injectant lentement et sans pression de maintien. Augmenter le volume matière par paliers de 10%,
en commençant par 50 % du volume total. Ainsi, les éjecteurs pourront remplir leur rôle.
L’incomplet renseigne sur le remplissage de la matière dans l’emprunte. En cas de moule
à multi-empruntes ou dans le cas de pièces injectées avec plusieurs points d’injection,
une étude d’injection permettra de mettre en évidence si l’outillage n’est pas parfaitement
équilibré. De plus, cette méthode met en évidence les lignes de recollement et les zones
dans lesquelles l’air est emprisonné.
La cavité doit être remplie à 100 % sans pression de maintien. La pression de maintien ne
doit intervenir que pour éviter les retraits et les retassures.
22
5.9
Phase de maintien
Le seuil d’injection est obturé une fois que la matière plastifiée est refroidie et qu’elle se
solidifie au niveau du seuil.
Le figeage du seuil est déterminé par la combinaison du temps de maintien et du niveau
de pression de maintien. La phase de maintien a une influence significative sur divers
paramètres tels que les retraits, les retassures, les déformations, le poids et les dimensions
pièces.
En commençant avec une pression équivalente à 40 voire 60 % de la pression d’injection,
augmenter le temps de maintien progressivement sans créer de bavures. Mesurer et noter
le poids de chaque injection. Continuer jusqu’à ce que le poids ne varie plus. Le point
de figeage du seuil pour cette pression de maintien vient d’être atteint. Si des retassures
apparaissent encore, répéter l’opération avec une pression de maintien plus élevée. De
cette façon, un résultat optimal est obtenu par étapes.
Afin de s’assurer que l’outil n’est pas ouvert pour cause de surpression, nous recommandons l’utilisation d’une jauge spécifique de contrôle de pression (de préférence précision
1/1000). S’il s’avère que l’outil est ouvert, la pression doit être réduite de 10 %.
Il faut aussi vérifier que le moule ne cède pas en périphérie.
Résultats possibles avec une pression de maintien élevée :
• Sur-remplissage de la cavité
• Difficultés lors du démoulage, délamination
• Déformations au niveau du point d’injection
• Meilleure adhésion aux lignes de recollement
• perte d’adhésion au niveau du point d’injection
Résultats possibles avec une pression de maintien faible :
• Retassures sur les surfaces épaisseurs
• Augmentation du retrait
23
Diagramme pour la détermination du point d’étanchéité
5.10
Contre pression et vitesse de rotation de la vis
En général, une contre-pression de 20 à 100 bars est recommandée.
La vitesse de rotation de vis moyenne est située entre 25 et 75 tours par minutes. Les TPE
se comportent similairement au polypropylène en ce qui concerne la vitesse de la vis.
Résultats possibles avec une contre-pression élevée :
• Meilleure alimentation, notamment dans le cas d’ajout d’additifs ou de mélanges-maîtres
• Améliore l’homogénéité de la masse fondue
• Le temps de plastification est rallongé avec une vitesse de vis constante
• déformations possibles près du point d’injection
Résultats possibles avec une contre-pression faible :
• La masse fondue n’est pas homogène
24
5.11
Matelas résiduel
Le matelas correspond au volume de matière restant à l’avant de la vis après la phase
de maintien en pression. Le matelas résiduel garantit une pression homogène pendant la
phase de maintien. En théorie il faut maintenir ce matelas faible, mais il ne doit pas être
négligé. La course de dosage doit être calculée de façon à ce que le matelas soit présent
aussi dans les mauvaises conditions. Un matelas résiduel optimal est de 3 à 5 mm pour
une vis de faible diamètre (par ex.. 25 mm), et de 5 à 10 mm pour les vis de plus grand
diamètre (par exemple 80 mm).
Résultats avec un grand matelas matière :
•
Long temps de stagnation
•
Brûlures ou dégradation possible de la matière
Résultats avec un petit matelas matière :
•
Retassures
•
Endommagement de la buse par la pointe de la vis
5.12
Point d’injection
Compte-tenu des très bonnes propriétés de fluidité des matières de KRAIBURG TPE, l’utilisation de points d’injection multiples est souvent inutile en cas de pièces de grandes
dimensions. Il est important de se souvenir que la viscosité diminue en augmentant le cisaillement. De fait, le positionnement du point d’injection doit être déterminé de manière à
ce que la matière vienne en contact direct avec l’outil le plus tôt possible dès l’entrée dans
l’emprunte. Les jets libres sont donc à éviter.
Il y a une forte corrélation entre l’épaisseur pièce et le diamètre du point d’injection. Nous
recommandons un diamètre compris entre 0.4 et 0.6 mm, et au maximum de 1.0 mm. Un
point d’injection net sera réalisé à l’aide d’une légère dépression (lentille).
25
5.13
Eventation
Grâce à une éventation optimale, le temps de cycle peut être réduit. L’éventation est
généralement située au plan de joint de l’outil. Néanmoins, nous recommandons d’ajouter
des évents à l’opposé du point d’injection ou à l’emplacement des lignes de recollement.
Il est possible de déterminer l’endroit précis grâce à une étude de remplissage. La dimension des évents doit être comprise entre 0.005 et 0.02 mm.
Résultats possibles en cas de faible éventation :
•
Les empruntes ne sont pas complètement remplies
•
Défauts de surface
•
traces de brulures
•
adhésion insuffisante en cas de bi-injection
Résultats possibles en cas de forte éventation :
•
Formation de bavures
5.14
Surface de l’outil et éjection
Les TPE ont généralement un coefficient de friction élevé. Les compounds les plus souples
ont tendance à adhérer sur les surfaces des moules polis. Il est donc préférable de dépolir
les surfaces des moules afin de faciliter le démoulage.
Les éjecteurs doivent être conçus en fonction de la dureté des TPE. Des plaques dévêtisseuses sont plus efficaces que les éjecteurs conventionnels. Les pièces avec contre-dépouilles
peuvent généralement être réalisées sans coulisseaux, simplement en éjectant la pièce du
moule. Les éjecteurs à air sont recommandés pour les compounds les plus souples ainsi
que les fortes contre-dépouilles.
La surface polie du produit qui doit être surmoulé risque de limiter la qualité d’adhésion
entre les deux matériaux. Il est donc recommandé de dépolir la surface de l’insert.
26
5.15
Retrait
Le retrait varie en fonction de la direction du flux compte-tenu d’un comportement anisotropique des élastomères thermoplastiques. Nous pouvons vous fournir des valeurs de retrait
calculées sur nos plaquettes laboratoires ainsi que des informations sur les conditions de
moulage de ces plaquettes.
Cependant, il est important de noter que les valeurs de retrait ne peuvent en aucun cas être
des valeurs précises, compte-tenu que le retrait est influencé par divers facteurs :
•
•
Injection par carotte ou direct (canaux chauds / canaux froids)
•
Température outil
•
Conception outil
•
Géométrie pièce
•
Température matière
•
Direction des flux matières
Effets sur le retrait en fonction des conditions de moulage : le retrait est plus important dans
le sens du flux que dans le sens transversal (comportement anisotropique).
Conditions de moulage
Effets sur le retrait
Températures outil et matière
▲
▲
Temps de refroidissement
▲
▼
Pression de maintien
▲
▼
27
6
Moulage par Injection : Résolution des problèmes
Problèmes
Causes probables
Solutions possibles
La pièce est incomplète
Inclusion d’air due à une
1. Contrôler si les évents sont dégagés
éventation insuffisante
2. Contrôler l’état des évents
3. Agrandir les évents
4. Augmenter les vitesses et pressions d’injection
5. Raccorder les évents à une pompe à vide
6. Réduire la force de fermeture de la presse
Système d‘injection
1. Vérifier que la buse n’est pas obturée
2. Augmenter le diamètre du point d’injection
3. Augmenter les canaux de distribution
Masse fondue et/ou
1. Augmenter la température du cylindre et de la buse
moule trop froid
2. Augmenter la température outil
3. Augmenter la vitesse d’injection
4. Augmenter la vitesse de rotation de la vis
Matelas trop petit
1. Vérifier le volume matelas et si nécessaire l’augmenter
Retassures
Pression de maintien trop
1. Augmenter la pression de maintien
(à ne pas confondre avec
faible
une inclusion d’air)
Eventation insuffisante
1. Réduire la force de fermeture presse
2. Réduire la vitesse d’injection
3. Ajouter des éjecteurs ayant uniquement une fonction d’éventation
4. Modifier l’eventation
Gauchissement / déforma-
Orientation moléculaire
1. Augmenter la température matière et la température moule
tion de la pièce
prononcée
La pièce est trop remplie
1. Réduire la contre-pression
2. Vérifier que le temps d’injection correspond au temps
de remplissage
Remplissage irrégulier
1. Modifier l’emplacement du point d’injection
du moule
2. Vérifier le système de régulation du moule
3. Augmenter la vitesse d’injection et la contre-pression
28
6. Moulage par Injection : Résolution des problèmes
Problèmes
Causes probables
Points noirs / particules
Contamination
1. Nettoyer avec du PP ou HDPE
2. Vérifier la base du mélange-maître : PP ou PE, pas PVC
infondues
Matière collant au moule
Solutions possibles
La pièce est trop chaude
1. Réduire la température du cylindre et de la buse
2. Réduire la température de l’outil
3. Augmenter le temps de refroidissement
La pièce est trop remplie
1. Faire des incomplets et augmenter le volume matière
petit à petit
Conception outil
1. Augmenter les angles de dépouilles
2. Utiliser un agent démoulant
3. Ajouter un grainage à la surface de l’outil
Formation d’agrégats au
niveau du point d’injection
Humidité
1. Etuver les granulés
2. En cas d’utilisation d’une vis à dégazage, vérifier que
les évents sont fermés
Lignes de flux visibles
Masse fondue et/ou moule trop
1. Augmenter la température du cylindre et de la buse
froid
2. Augmenter la température de l’outil
4. Augmenter la vitesse de rotation vis et la contre-pression
5. Vérifier que la vis est adaptée à la transformation des TPE
Conception outil
1. Modifier la localisation du point d’injection
2. Agrandir le diamètre du point d’injection
3. Agrandir les canaux de distribution
Bulles
(à ne pas confondre avec
La masse fondue se solidifie
trop tôt
une inclusion d’air)
1. Augmenter la température du moule
2. Augmenter la vitesse de rotation de la vis et la
contre-pression
Humidité
2. En cas d’utilisation d’une vis à dégazage, vérifier que les
évents sont fermés
Contre-pression trop faible
1. Augmenter la contre-pression
Pression de maintien trop faible
1. Augmenter la pression et le temps de maintien
29
Problèmes
Causes probables
Solutions possibles
Adhésion mauvaise ou
La pression de maintien est
1. Réduire la pression de maintien
inexistante en cas de
trop forte (les matières froides
bi-injection proche du
point d’injection ou dans
glissent l’une contre l’autre)
la première moitié du
remplissage
La vitesse d’injection est
trop faible
Température matière et/ou outil
trop froids
1. Augmenter les températures matière et/ou outil
Vitesse d’injection trop lente
1. Augmenter la vitesse d‘injection
bi-injection en fin de
remplissage
Eventation insuffisante
1. Réduire la force de fermeture de la presse
2. Réduire la vitesse d’injection
3. Ajouter des éjecteurs ayant uniquement une fonction
d’éventation
4. Modifier l’éventation
Incompatibilité entre les
matériaux
1. Vérifier la compatibilité entre les matériaux
bi-injection en général
30
Utilisation d’agent démoulant
1. Ne pas utiliser d’agent démoulant
Les inserts sont gras ou
recouverts de poussières
1. Nettoyer les inserts (utiliser des gants le cas échéant)
2. Nettoyer l’outil
7
La transformation par extrusion
7.1
L’extrudeuse
Les extrudeuses conçues pour les plastiques conventionnels sont tout à fait adaptées à la
transformation des matières de KRAIBURG TPE (par exemple les extrudeuses pour
polyoléfines). Certaines restrictions concernent les extrudeuses de PVC. Pour de plus
amples informations, merci de vous rapprocher de votre contact habituel chez KRAIBURG
TPE.
7.2
Nettoyage de la machine
Avant toute transformation de TPE, nous vous recommandons de nettoyer la presse avec
du polypropylène. L’extrudeuse doit être exempte de PVC. Un nettoyage parfait doit être
effectué si la ligne utilisait du PVC auparavant. Si le changement est en cours, faites
tourner la presse avec la matière résiduelle puis nettoyer avec du PP.
7.3
Vis, filtres et disques perforés
L’utilisation de vis à trois zones apporte les meilleurs résultats. La longueur de la vis doit
être au moins de 25 D; le taux de compression ne doit pas être inférieur à 3.5:1. La
géométrie de la vis doit permettre un cisaillement suffisant de la matière. Dans certains
cas, il peut être avantageux d’utiliser des vis avec filet barrière de façon à améliorer la
plastification. De manière générale, nous vous recommandons l’utilisation de disques
perforés et de tamis afin d’augmenter la pression.
7.4
Les paramètres de transformation de KRAIBURG TPE fournissent une recommandation
générale pour la transformation des TPE. En général, l’expérience acquise sur les
équipements existant est à prendre en compte.
Comme les compounds de KRAIBURG TPE sont très différents en fonction de leurs
applications, il existe de nombreuses différences de paramètres de transformation entre
les différentes références.
7. La transformation par extrusion
31
Les préconisations de transformation pour chaque compound sont inscrites dans les fiches techniques disponibles sur notre site internet www.kraiburg-tpe.com. Notre service
technique peut vous renseigner et le cas échéant vous assister dans vos essais.
7.5
Température de transformation
Températures typiques pour l’extrusion des TPE :
Température
Zone d’alimentation
140 – 160 °C
Zone de compression
150 – 170 °C
Zone de dosage
160 – 180 °C
Raccordement
170 – 180 °C
Outillage
180 – 220 °C
La température maximum de transformation ne doit pas dépasser 250 °C. Des températures plus élevées ou un temps de stagnation élevé peuvent dégrader la matière.
7.6
Température filière
La température de la filière est normalement comprise entre 180 et 220 °C.
32
7.7
Calibrage
Le calibrage n’est généralement pas nécessaire. En cas de duretés élevées ou dans le cas
de co-extrusion, des éléments de soutien peuvent être nécessaires.
7.8
L’outillage d’extrusion
Une simple matrice est généralement suffisante pour la transformation des matières de
KRAIBURG. Pour des résultats optimums, la filière doit être la plus courte possible – maxi.
3 à 4 mm. C’est particulièrement important si la surface n’a pas été suffisamment polie.
Des outils multiplaques peuvent être utiles pour corriger les flux matières compte-tenu
d’un retrait longitudinal plus court et pour corriger le gauchissement des profilés. Ils
peuvent aussi permettre d’augmenter la vitesse d’extrusion. L’utilisation de soufflage est
recommandée pour la réalisation de profilés creux.
Bien sûr, les compounds de KRAIBURG TPE peuvent être co-extrudés ensemble.
Compte-tenu de la vaste gamme de références pour extrusion, il existe de nombreuses
combinaisons possibles (duretés, transparence, couleurs, états de surface, etc.).
33
8
Extrusion : Résolution des problèmes
Problèmes
Causes probables
Extrudat rugueux
Masse fondue trop froide
Solutions possibles
1. Augmenter la température de l’extrudeuse
2. Augmenter la température de la filière
Masse fondue hétérogène /
particules non fondues
Forme de la tête de vis non
adaptée
Section irrégulière
Effets de vague (pulsations)
1. Utiliser une vis avec un taux de compression plus élevé ou
d’une zone de mélange de matière
1. Utiliser une filière plus courte
2. Contrôler les dimensions
1. Diminuer le rendement en sortie de buse
2. Utiliser une vis avec une plus longue alimentation ou
homogénéisation
3. Utiliser des tamis afin d’augmenter la pression dynamique
et/ou réduire la taille des mailles
4. Réduire la température de la buse
Points noirs / particules
Contamination
non fondues
1. Nettoyer avec du PP fluide ou du HDPE
2. Vérifier le taux de concentration du colorant ; utiliser des
mélanges maîtres base PP ou PE, pas de base PVC
Odeur ou altération des
couleurs
Masse fondue trop chaude
1. Réduire la température du cylindre
2. Réduire la température de la filière
3. Réduire la vitesse de la vis
4. Utiliser des filtres (tamis) avec un maillage plus grand pour
réduire la pression dynamique
5. Utiliser une vis avec un taux de compression plus faible
34
Bulles, porosité
Humidité
Haute pression dans
l’extrudeuse / débit faible
Masse fondue trop froide
1. Augmenter la température de l’extrudeuse
2. Augmenter la température de la filière
Tamis bouchés
1. Nettoyer ou remplacer les tamis
8. Extrusion : Résolution des problèmes
Notes
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_____________________________________________________________________________
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35
Siège social : Allemagne
Sites de production :
EMEA (EUROPE-MOYEN ORIENT-AFRIQUE): Waldkraiburg, Germany
KRAIBURG TPE GmbH & Co. KG
E-mail: [email protected]
AMERIQUES : Atlanta, USA
KRAIBURG TPE Corporation
ASIE-PACIFIQUE : Kuala Lumpur, Malaysia
KRAIBURG TPE TECHNOLOGY (M) SDN.BHD.
KRAIBURG TPE est présente à travers des agences commerciales ou
des distributeurs dans le monde entier. www.kraiburg-tpe.com.
www.kraiburg-tpe.com
© Copyright 2015 KRAIBURG TPE. Sous réserve de modifications ou d’erreurs. KRAIBURG TPE ne garantit ni
n’assume de responsabilité légale correspondant aux informations présentes dans ce document
2|P|TP2|BR|FR|01|01

Transformation des Elastomères Thermoplastiques

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