Réduire le poids des pièces plastiques par moussage

Injection, Matériaux, Écoconception

Publié le : 24/08/2021 par Xavier Brochet

Enjeu important de l’économie circulaire, l’allégement des structures permet de réaliser des économies de matière première. Lorsque ce principe est appliqué à l’automobile par exemple, il diminue également la consommation de carburant. 

Dans le cadre d’une action collective centrée autour de l’économie circulaire et de l’écoconception, IPC a évalué une technologie d’allégement de pièces plastiques par moussage parce que réduire le poids des pièces plastiques est désormais incontournable compte tenu des enjeux environnementaux.

Le principe du moussage

Le moussage de la matière plastique consiste à incorporer du gaz dans la matière lors de sa mise en forme. Pour réaliser l’expansion de la matière, deux voies sont possibles :

• l’expansion chimique : grâce à l’utilisation d’un agent gonflant ou la production de gaz par  décomposition thermique.
• l’expansion physique : par restitution d’un gaz incorporé dans la matrice polymère.

Pourquoi faire mousser la matière ?

L’allégement par moussage permet de réduire la quantité de matière utilisée dans un produit. Cet allégement est bénéfique à tous les niveaux :

• Économique : moins de matière première utilisée ;
• Émissions de CO2 plus faibles : à volume équivalent, les produits transportés ont une masse plus faible. Ce gain de poids réduit les émissions de CO2 lors du transport ;
• Consommations énergétiques réduites : la pression nécessaire à l’injection et au compactage est plus faible ce qui permet potentiellement de réduire la taille des presses et les consommations d’énergie lors de la mise en forme ;
• Gain de qualité : le moussage permet de réduire les retraits, ce qui améliore la qualité des pièces ;

La technologie PLASTINUM®

Sur le marché, il existe actuellement plusieurs technologies de moussage qui ont toutes leurs avantages et leurs inconvénients.

La technologie PLASTINUM® Foam Injection Moulding, brevetée par LINDE et évaluée par IPC sur le site de BELLIGNAT (01) rentre dans la famille des moussages physiques. Elle consiste à ajouter du CO₂ sous pression dans une enceinte contenant de la matière plastique, durant une période de temps définie.

La matière plastique s’imprègne alors d’une partie du CO₂, qu’elle restitue lors de la transformation par injection.

Essais de moussage pour applications industrielles

LINDE a mis à disposition d’IPC l’un de ses systèmes (PERFOAMER), dans le but de réaliser des séries d’essais.

L’enjeu pour IPC est d’alléger au maximum les matériaux en faisant le minimum de concessions sur les propriétés mécaniques. Compte tenu de ces considérations, un allégement de 10% est donc un chiffre raisonnable.

IPC propose à ses clients qui désirent tester le moussage, une démarche standard, mais adaptable aux spécificités de chaque projet :

• Screening : pour tester au préalable l’éligibilité de la matière à l’adsorption de CO2 et écarter les matériaux qui réagissent mal ;
• Essais sur plaque : essais sur un moule de plaque pour quantifier l’allégement par comparaison avec des injections ;
• Caractérisations : caractérisation mécanique par flexion et traction sur des éprouvettes d’essai ;
• Essais sur moule client : réalisation d’essais sur l’un de vos moules. Permet d’évaluer la technologie en conditions réelles.

Bien aborder le moussage : les conseils d’IPC

Intégrer du moussage dans vos procédés de fabrication nécessite de repenser votre cahier des charges en intégrant de nouvelles contraintes.

Le design des pièces nécessitera probablement d’être revu, car selon les formats et les épaisseurs, le moussage n’est pas toujours techniquement réalisable.

Ainsi, si le moussage fonctionne très bien dans le cas de pièces d’épaisseur classique (autour de 2,5 mm), il est moins pertinent d’alléger par moussage une pièce dont les parois ne font que quelques dixièmes de millimètres d’épaisseur.

Passer en moussage implique donc une conception adaptée et la fabrication de nouveaux moules a minima pour s’adapter à l’évolution des retraits.

Réduire le poids des pièces plasitiques par la technologie de moussage vous intéresse ?
N’hésitez pas à contacter les experts d’IPC pour en savoir plus !

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