Conception et réalisation d’un banc de thermoformage de thermoplastique Application au polystyrène choc (HIPS)
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Date
2019
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri Tizi-Ouzou
Abstract
L’objectif de ce travail est une meilleure compréhension du procédé de thermoformage via
l’étude des processus physiques impliqués dans la déformation de la feuille thermoplastique ou du
flan composite à matrice thermoplastique. Malgré l’apparente simplicité de l’application finale, le
thermoformage est en fait un procédé technique, difficile à optimiser, dans lequel le matériau subit
de très grandes déformations. Plusieurs paramètres interviennent dans le procédé et déterminent la
qualité du produit final comme la température, le type de polymère, la pression du vide, la vitesse
d’avance du moule, le type de matériau du moule, la température du moule…etc. La multitude des
paramètres rend la modélisation de ce procédé très complexe. Le recours à la simulation numérique
est alors nécessaire dès la phase de conception pour prédire les différents paramètres du procédé et
ainsi minimiser la phase de réglage.
Dans un premier temps nous avons présenté quelques notions générales sur les matériaux
thermoformés, avant de décrire le procédé de thermoformage.
Dans le second temps, nous avons buté sur l’incapacité de continuer notre étude sans outil
d’expérimentation, nous avons donc entrepris de concevoir et de réaliser avec des moyens sommaires
un banc d’essai de thermoformage sous vide de feuilles thermoplastiques et procédé au moulage en
sable et coulée de moules en aluminium.
Le banc réalisé nous a permis d’effectuer des essais sur des feuilles HIPS et d’étudier
expérimentalement l’effet de la température sur la distribution des épaisseurs des pièces
thermoformées sous vide, la simulation numérique nous a offert ensuite l’occasion d’apprécier la
distribution des contraintes et des déformations induites en implémentant un modèle dans le logiciel
de calcul par éléments finis ABAQUS.
Notre étude expérimentale n’est qu’une première approche et il conviendrait de développer un
programme plus complet.
Nous préconisons d’améliorer les performances du banc réalisé en installant un système de
régulation de pression afin notamment d’intégrer une fonction bullage.
Il serait intéressant d’étudier les effets d’autres paramètres tels que l’influence du type des
radiants choisis (ex sur la dégradation du matériau lors du chauffage), et la caractérisation
des interactions moule/matière/serre-flan du point de vue tribologique, thermique,
cinématique…etc.
Il serait tout aussi intéressant d’expérimenter les comportements d’autres types de
thermoplastiques en thermoformage sous vide notamment ceux issus du recyclage de déchets
ménagers ou industriels.
Nous encourageons vivement le recours à la modélisation et à la simulation numérique, c’est
là une étape importante pour l’optimisation du procédé de thermoformage et éviter ainsi des méthodes de type Essais-Erreurs longues et coûteuses.
Description
93 f. : ill. ; 30 cm (+ CD-Rom)
Keywords
Thermoplastique, Polystyrène choc, Banc de thermoformage: réalisation
Citation
Construction mécanique