Synoptique de production
Spécialiste de la transformation de thermoplastiques extrudé, Folioplast partage avec vous ses méthodes de travail. Découvrez tous les procédés utilisés par nos équipes, de l'étude à la conception, en passant par la fabrication et le suivi.
Procédé de fabrication
L’extrusion des thermoplastiques débute avec la matière première, que nous recevons sous forme de granulés. Certains polymères, comme le polyamide (PA), sont hygroscopiques : ils absorbent l’humidité de l’air ambiant. Cette eau, si elle n’est pas éliminée, peut provoquer une hydrolyse lors du chauffage, entraînant une rupture des chaînes macromoléculaires et donc une perte des propriétés mécaniques et optiques du matériau. C’est pourquoi ces granulés doivent être séchés préalablement dans des étuves où circule de l’air chaud et sec, pendant un temps défini et à une température adaptée à la nature du polymère.
Une fois séchée, la matière est introduite dans la trémie de l’extrudeuse. Elle est ensuite acheminée par une vis sans fin, qui assure simultanément le transport, le compactage et la plastification du polymère. Le fourreau de l’extrudeuse est chauffé par zones à des températures spécifiques (variant généralement entre 120 et 350 °C pour les polymères les plus techniques). Sous l’effet combiné du chauffage externe et du cisaillement mécanique généré par la rotation de la vis, les granulés passent progressivement de l’état solide à un état fondu.
Au niveau moléculaire, cette étape correspond à la transition vitreuse (pour les amorphes) ou à la fusion des domaines cristallins (pour les semi-cristallins). Les macromolécules, initialement figées dans un état rigide, gagnent en mobilité et se mettent à « glisser » les unes par rapport aux autres. Le polymère devient alors un fluide à viscosité élevée, dont le comportement dépend majoritairement de la température et de la vitesse de cisaillement.
La matière fondue est ensuite poussée vers une filière, dont la géométrie détermine la forme du produit final (tube, profilé, jonc, etc.). La mise en forme repose sur la capacité du polymère fondu à épouser les contraintes imposées par cette ouverture. Toutefois, comme les chaînes macromoléculaires ont tendance à revenir vers une configuration moins contrainte (phénomène de relaxation élastique), un contrôle précis du refroidissement est nécessaire.
Dans la majorité de nos configurations, le thermoplastique extrudé traverse un dispositif de calibrage appelé conformateur. Celui-ci refroidit la pièce par circulation d’eau ou d’air, tout en maintenant sa forme et ses dimensions par aspiration, en « plaquant » le thermoplastique contre les parois de l’outillage. Ce refroidissement entraine une solidification du polymère ce qui se traduit chimiquement par une diminution progressive de l’agitation thermique des chaînes, qui se figent soit dans un état vitreux (amorphe), soit en organisant partiellement leurs segments dans des zones cristallines (semi-cristallins). Ce processus de solidification confère au produit ses caractéristiques mécaniques et sa stabilité dimensionnelle.
Cette première étape n’est souvent pas suffisante pour refroidir le produit. On ajoute donc un/des bac(s) de refroidissement. Celui-ci a pour rôle de stabiliser la forme du produit en abaissant rapidement sa température. Le bac est généralement rempli d’eau circulante maintenue à une température contrôlée, ce qui permet d’homogénéiser le refroidissement et d’éviter les contraintes internes ou les déformations. Selon la nature du polymère et les exigences du produit fini, le bac peut être équipé de buses de pulvérisation, de systèmes de circulation forcée ou de régulation thermique. La longueur du bac est également dimensionnée en fonction de la vitesse d’extrusion et de l’épaisseur du profil, afin de garantir un refroidissement complet et uniforme. Dans certains cas, un tunnel d’air refroidi ou un système combiné eau/air peut compléter le bac, notamment pour les matériaux sensibles ou les géométries complexes.
La dernière étape du procédé consiste à découper le produit à la longueur exacte demandée par le client, en utilisant un système de coupe adapté (guillotine, lame rotative ou autre dispositif selon le type de matériau). Une fois la coupe réalisée, les pièces obtenues sont contrôlées pour vérifier leur conformité, puis elles sont conditionnées. Le conditionnement peut inclure l’emballage individuel ou par lot, l’étiquetage, ainsi que la préparation pour le stockage ou l’expédition, de manière à garantir la protection du produit et à faciliter sa livraison.