Le moule d'injection se joue des matières

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Après la multi-injection et l'arrivée à maturité des procédés bimatières, moulistes et plasturgistes ciblent la pièce technique complète. La course aux « moules à cinq pattes » multimatières est lancée.

Deux, trois,... sept matières ? Qui dit mieux ! Quarante ans après la première réalisation bimatière, sur un feu de Renault 4, les moulistes rivalisent d'inventivité pour fabriquer des pièces combinant plusieurs matières ou couleurs. « Un produit aussi simple qu'une brosse à dent peut comporter désormais jusqu'à sept couleurs différentes pour séduire le consommateur », selon un responsable technique du groupe Gillette-Braun. Les fabricants de presses et les moulistes multiplient donc les projets de moules complexes intégrant des plateaux rotatifs et des parties mobiles pour concevoir les formes de pièces les plus difficiles.

Autre avantage, la combinaison d'un thermoplastique avec un élastomère ou un silicone liquide permet d'obtenir d'un seul coup toutes les fonctions souhaitées : étanchéité, effets tactiles, propriétés mécaniques... Enfin, deux arguments économiques tirent vers le haut cette technologie. D'une part, les matières les plus coûteuses peuvent être employées avec parcimonie seulement là où elles sont nécessaires : le polyamide est, par exemple, injecté uniquement sur la membrane extérieure et le corps de la pièce fabriqué avec un plastique recyclé peu coûteux. D'autre part, les adhésions entre matières s'effectuant à l'intérieur du moule, la pièce ne nécessite alors plus aucun assemblage manuel supplémentaire.

Les moules rotatifs en vogue

Les pièces concernées...

  • Celles qui cumulent plusieurs fonctions Toucher agréable, résistance mécanique, étanchéité, antivibration ... et donc plusieurs types de polymères. Les mollettes, feux de véhicules, flacons, essuie-glaces, brosses à dents sont concernés.

... et les marchés

  • Après l'automobile, les produits multimatières séduisent les secteurs de l'hygiène, la cosmétique, l'emballage ou le médical.
Si les premiers procédés se contentaient d'associer deux matières par transfert entre deux presses, les nouveaux moules permettent de créer plusieurs séquences d'injections successives. Pour y parvenir, les moulistes conçoivent désormais des plateaux en rotation sur leur axe, afin d'injecter une matière différente (ou une couleur supplémentaire) à chaque nouvelle incrémentation. Jean-Pierre Grosfilley, installé près d'Oyonnax (Ain), a ainsi conçu avec Billion une table tournante permettant l'injection en trois étapes d'un ABS, d'un PMMA (polymétacrylate de méthyl) et d'un silicone, le tout en temps masqué (voir schéma ci-contre). «Ce projet a suscité l'intérêt de nombreux transformateurs au salon Fakuma», indique Dudu Cosgun, le chef de développement de Billion.

L'an dernier, les moulistes SM3D à Château-Gontier (Mayenne) et Technimold à Oyonnax (Ain) ont réalisé leur première application tri-matière : un feu arrière et une molette d'aération pour l'automobile. Mais pour aller encore plus loin, en quadri- voire en pentamatière, les moulistes multiplient les plateaux rotatifs. Au Portugal, Plasdan a conçu dans ce but le « séquence-C », un porte-plateaux tournant. Avantage ? Le séquence-C ne dépend pas du moule et peut manipuler un plateau plus facilement au moyen d'un robot.

Pendant ce temps, la bimatière continue de progresser. Pour injecter un plus grand nombre de pièces sans passer par une presse de plus grande puissance, SM3D a breveté un moule capable de tourner sur lui-même : tel un papillon, le plan de joint bascule de 180 degrés, ce qui permet de réaliser deux injections successives.

Les empreintes (baptisées noyaux) bénéficient également de ces améliorations. Grâce à des accessoires standardisés (flexibles, vérins), la conception du moule peut prévoir des éléments mobiles. Les écluses formées de lames mobiles servent à compartimenter les matières et à empêcher les transferts thermiques entre un silicone liquide, par exemple, injecté à froid et un thermo- plastique injecté à chaud. Certains, tel Plastisud, mouliste installé à Castelnaudary dans l'Aude, généra-lisent les noyaux mobiles pour assurer la rotation de la pièce sur elle-même ou la faire se déplacer dans le moule.

Les développements s'intensifient d'autant plus que les adhésions entre matières présentent moins de difficultés. Les fabricants de résines proposent dorénavant des grades compatibles. « Les chimistes résolvent l'incompatibilité entre un silicone et un polyamide en ajoutant au premier des peroxides ou des silanes aminés. L'adhésion s'obtient par accrochage de segments de polyamide » signale Jean-Marc Pujol, le responsable du groupe polymères chez Rhodia recherche et techno-logies. Les études en cours portent aussi sur des thermoplastiques élastomères tels que le Vegaprene (Hutchinson) ou les caoutchoucs. Intérêt ? Obtenir des pièces techniques garantissant l'étanchéité aux hautes températures. Du reste, l'incompatibilité entre deux résines peut être résolue de façon radicale, « en montant à leur inter-section des accroches mécaniques, par exemple entre un ABS et un polyphénylène ether », explique Pascal Jehan, le directeur de l'usine Technimold.

Jongler entre trois, quatre ou six matières ne présente plus une réelle difficulté pour le mouliste, ni pour le fabricant de presses. Un moule trimatière nécessite de multiplier par trois tous les éléments d'injection : vis, fourreau, trémie, etc. Avec six matières (ou six résines de couleur différente), la place commence à manquer autour de la presse. Mais l'autrichien Engel a su concevoir une presse à deux unités d'injection face-à-face autour desquelles on peut ajouter, en biais ou verticalement, des unités supplémentaires.

Relever le défi des grandes cadences

Les plasturgistes, intéressés au premier chef par ces développements, disposent ainsi d'une palette de procédés sans précédent. En associant multimatériaux et multi-injection, une presse fabrique en quelques secondes seulement un jeu de 32, 64 voire 128 pièces complètes. Mais ces nouveaux « moules à cinq pattes » devront aussi tenir les grandes cadences : leur intérêt reste à prouver dans les marchés de très grandes séries tels que l'emballage et le flaconnage. Et si les adhésions entre matières font des progrès grâce aux nouveaux grades spécifiques, les moulistes ne disposent toujours pas d'outils de rhéologie efficaces simulant la phase d'adhésion chimique. Dernière difficulté et non des moindres, l'assemblage de matériaux hétérogènes met fin à toute possibilité de recycler ces produits.

En attendant, ces technologies constituent un moyen de tirer vers le haut le savoir-faire des moulistes... Pas si mal.

Olivier Ketels
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