Les principaux procédés de transformation des matières plastiques



Pour les thermoplastiques (polyéthylène haute densité (PEhd), polyéthylène basse densité (PEbd), polypropylène (PP), polystyrène (PS), polyéthylène téréphtalate (PET), polychlorure de vinyle (PVC)), on part de poudres, de granulés ou de produits semi-finis sous forme de plaques ou de films. En chauffant la matière on la fait passer d’un état solide à un état plastique. Elle peut alors être mise en forme dans un moule ou par un autre procédé.

Pour les thermodurcissables (mélamine-formaldéhyde (MF), urée-formaldéhyde (UF), phénol-formaldéhyde (PF), exemples : colles époxydes, polyester insaturés (UP), polyuréthane (PUR)), les produits de base sont livrés à l’état de polymérisation partielle. Cette dernière va s’achever dans le moule sous l’action de catalyseurs, d’accélérateurs voire de chaleur. Le démoulage arrive quand la polymérisation est déjà assez avancée pour que l’objet conserve les propriétés souhaitées.

 

Le thermoformage

L’injection

L’injection soufflage

L’extrusion

L’extrusion gonflage

L’extrusion soufflage

L’expansion moulage

 

 

 

Le thermoformage


C’est un procédé de seconde transformation. La matière arrive sous forme de plaques, feuilles, tubes ou profilés, puis est ramollie par chauffage avant d’être mise en forme par application sur un moule géométrique simple. Cette technique est utilisée pour produire toutes sortes d’objets aux formes creuses, comme les pots de yaourts ou le nez du TGV !


Comment ça marche ?

 

Une plaque en plastique est placée dans un cadre qui la maintient au-dessus du moule.

La plaque de plastique est chauffée.
Le moule s’approche de la plaque plastique qui s’est ramollie.
On fait le vide entre le moule et la plaque pour que la plaque de plastique colle parfaitement au moule.
Après refroidissement du moule, la plaque ainsi formée est démoulée.
La partie de plastique qui reste dans le cadre est découpée. Une nouvelle plaque peut alors être placée dans le moule.

 

L’injection


La presse à injecter est utilisée pour produire très rapidement des objets en très grandes quantités. Cette technique permet d’obtenir en une seule opération des pièces finies, de formes complexes, dans une gamme de poids allant de quelques grammes à plusieurs kilogrammes. On utilise des presses à injecter dans de très nombreux domaines : l’automobile, les jouets, l’électronique …
C'est un procédé très répandu, car il permet de fabriquer des objets moulés de qualité, même quand ils ont des formes compliquées.


Comment ça marche ?

 

La matière plastique arrive sous forme de granulés. Elle est versée dans la trémie pour alimenter la vis de plastification, qui est dans un fourreau (tube) chauffé.
La matière plastique est ramollie, mélangée et poussée par la vis piston dans un moule refroidi complètement fermé.
Quand la matière plastique arrive au contact du moule froid, elle prend la forme du moule et se solidifie.
Le moule s’ouvre ensuite pour faire sortir la pièce.
Pour changer la forme de la pièce, il suffit de changer de moule.

 

L’injection soufflage


C’est avec cette méthode que l’on produit la plupart des bouteilles, flacons, biberons, fioles...

C'est un procédé discontinu


Comment ça marche ?

 

Dans une première étape, on fabrique une préforme par injection, c’est ainsi que le goulot de la bouteille est déjà formé.
Dans une deuxième étape, on chauffe le corps de la préforme.
Avec une tige, on étire la préforme jusqu'au fond du moule.
On envoie dans cette préforme un jet d’air très puissant qui va plaquer le corps de la préforme contre les parois d’un moule.
La préforme va donc parfaitement prendre la forme du moule.
Le moule est refroidi puis s’ouvre pour faire sortir la bouteille.
Comme pour l’injection, pour changer la forme de la bouteille, il suffit de changer de moule.
On reconnaît au fond de la bouteille le point d’injection de la préforme.

 

L’extrusion


C’est un procédé continu qui sert à fabriquer des pièces de grande longueur comme des tubes, des tuyaux, ou des produits semi-finis comme des profilés (pour les fenêtres par exemple), des baguettes, des fibres optiques, des plaques ou des feuilles…


Comment ça marche ?

 

La matière plastique arrive à l’entrée de l’extrudeuse sous forme de granulés et est versée dans la trémie pour alimenter la vis de l’extrudeuse.
Dans l’extrudeuse, elle est chauffée et ramollie, grâce à une vis sans fin qui se trouve dans un fourreau (tube) chauffé pour rendre le plastique malléable. La vis entraîne le plastique vers la sortie.
La tête de sortie de l’extrudeuse donne sa forme à ce qui en sort. Le tube, ou le profilé sort en continu, il est refroidi pour être ensuite coupé à la longueur voulue.

 

L’extrusion gonflage


C’est une variante de l’extrusion qui permet de fabriquer des films plastiques et des sacs poubelle par exemple.


Comment ça marche ?

 

La matière plastique arrive à l’entrée de l’extrudeuse sous forme de granulés et est versée dans la trémie pour alimenter la vis de l’extrudeuse.

Dans l’extrudeuse, elle est chauffée et ramollie, grâce à une vis sans fin qui se trouve dans un fourreau (tube) chauffé pour rendre le plastique malléable. La vis entraîne le plastique vers la sortie.
En sortie de la tête verticale de l’extrudeuse, on insuffle de l’air comprimé dans la matière fondue qui se gonfle et s’élève verticalement en une longue bulle de film. Après refroidissement, des rouleaux aplatissent le film en une gaine plane qui s’enroule sur des bobines.

 

L’extrusion soufflage


C’est une variante de l’extrusion qui permet de fabriquer des corps creux comme les bouteilles, les flacons et même les réservoirs d’essence.


Comment ça marche ?

 

Cela commence par l’extrusion d’un tube.
Encore chaud, il est coupé et on l’enferme dans un moule froid.
On injecte de l’air dans le moule pour que le tube se plaque contre les parois où il est très rapidement refroidi.
La bouteille ou le flacon est ensuite démoulé. Ce système permet d’obtenir des formes très diverses.

 

L’expansion moulage


Cette technique est surtout utilisée pour fabriquer toutes sortes d’emballages en polystyrène expansé : caisses à poissons, barquettes…


Comment ça marche ?

 

Avant d’être expansé, le polystyrène se présente sous forme de petites billes qui renferment des micro-inclusions de gaz (à l’état liquide).

 

 

Au contact de la vapeur d’eau, la matière plastique se ramollit et le gaz qu’elle contient se dilate. Les petites billes gonflent, comme le pop-corn gonfle grâce à l’air qu’il contient, en gardant une forme plus régulière.

 

Cette première expansion est réalisée en usine dans de grandes cuves en inox et permet d’obtenir jusqu’à 30 fois le volume initial des petites billes de polystyrène.

 

 

Après séchage des billes pré-expansées dans un silo, cette matière est introduite dans un moule fermé et est soumise à une nouvelle injection de vapeur d’eau.

 

Les billes reprennent leur expansion, occupent tout l’espace du moule et se soudent entre elles pour obtenir la forme désirée de l’emballage.