PLASTIQUES ET COMPOSITES DANS LES VEHICULES RENAULT
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DE/DLA/0854 JFB-PR 04/07/88

Compte-Rendu N° 2241

 DEVELOPPEMENT DU PROCEDE DE MOULAGE BASSE PRESSION DE SMC

1 OBJECTIFS

Les objectifs du moulage basse pression de SMC sont de réaliser des pièces prototypes en plastique:

  1. avec la matière spécifiée, la pièce moulée étant ainsi représentative d'une pièce de série,
  2. avec une géométrie correcte,
  3. dans des délais assez courts,
  4. à un faible coût.

Pour répondre à ces objectifs nous avons développé depuis trois ans une technique de moulage de SMC sans moyen lourd dont la description fait l'objet du présent compte-rendu.

2 PRINCIPE

Le SMC (Sheet Molding Compound = préimprégné verre-polyester) est un semi-produit en feuille dont la composition est complexe mais qui peut grossièrement se résumer comme suit:
     - 1/3 de résine polyester insaturée,
     - 1/3 de charges,
     - 1/3 de fibres de verre.
  A l'état cru le SMC est un produit assez mou, non poisseux, facile à découper, avec lequel on prépare des ébauches qui sont déposées dans le moule ouvert.
  La fermeture du moule sous pression modérée entraîne le fluage de la matière dans toutes les cavités du moule jusqu'à son remplissage complet.
  Le moule et le chariot sur lequel il a été bridé sont introduits dans une étuve dont la montée en température est programmée.
  Parmi les adjuvants divers présents à faible dose, signalons la présence d'un catalyseur dont le rôle est de déclencher le durcissement sous l'action de la chaleur.
  Le durcissement correspond à la réticulation des chaînes polyesters insaturées et du styrène présent, ce phénomène étant accompagné d'une contraction en volume et d'une réaction exothermique.
  Il est donc possible de suivre le changement d'état du matériau en plaçant un thermocouple à la surface du moule.

Dans le cas de la grande série, le procédé de moulage par compression à la presse à chaud fait appel au même principe mais l'utilisation de moules en acier permet des pressions et des températures plus élevées et donc des temps de cycle nettement plus courts.

 3 OUTILLAGE

La réalisation de l'outillage comprend les différentes phases suivantes:

Suivant la complexité de la pièce on peut être amené à équiper le poinçon de platines d'éjection pour faciliter le démoulage des pièces.
  Dans le cas de pièces nettement plus longues que larges (lames de pare- chocs, boucliers,...), prévoir une sur-longueur à chaque extrémité pour éviter des remplissages incomplets dus à un mauvais équilibrage de l'ébauche.

4 MATIERES POUR MOULES

Parmi les matières qu'il est possible d'utiliser nous pouvons en citer ayant donné de bons résultats:

5 PROCEDE DE MOULAGE

5-1 PREPARATION DU MOULE

5-2 CONFECTION DE L'EBAUCHE

Dans le cas de boucliers en préimprégné orienté à haute résilience (OHR ou 1/2 OHR) faire en sorte que les fibres continues soient disposées au coeur de la pièce et orientées dans la direction des plus grandes sollicitations.
Les meilleurs résultats sont obtenus quand l'ébauche couvre environ 70% de la surface de la pièce.
Les SMC ont un constituant volatil qui est le styrène dont la présence dans le produit est indispensable pour la réticulation.
Il est donc impératif pour des raisons technologiques ainsi que d'hygiène et de sécurité, de limiter les pertes de styrène en refermant soigneusement les emballages des rouleaux de SMC après découpe des flans et en couvrant provisoirement ces derniers en attente de moulage.

Dans certains cas un préchauffage du moule à 40°C peut faciliter sa fermeture et réduire ainsi la durée de l'opération.

5-3 FERMETURE DU MOULE

C'est la force de fermeture du moule qui transmet une pression sur la matière l'obligeant ainsi à fluer jusqu'au remplissage complet de l'empreinte.
   Les opérations à effectuer sont les suivantes:

5-4 DEMOULAGE ET FINITION

Le démoulage peut commencer dès que la température du moule est redescendue en dessous de 60°C. Après débridement du moule, la séparation de la matrice et du poinçon est facilitée par l'emploi d'un palan, de coins et de leviers en bois dur (+ les éjecteurs quand il y en a)
Les opérations de finition comportent:

Il est recommandé de dater et numéroter chaque pièce et de remplir la fiche de moulage, laquelle sera conservée en archives ainsi que la courbe de température.

6 MATIERES POUR MOULAGE

Nous pouvons indiquer à titre d'exemple:

Les SMC utilisés sont ceux de série dans la mesure où ils sont bien dans la fourchette de plasticité requise.

7 DUREE DES MOULES

Un outillage correctement utilisé peut servir à la fabrication de plus de 30 pièces sans défaut. Pour cela un entretien rigoureux du moule s'impose:

8 CONCLUSION

Le procédé de moulage basse pression de SMC développé par le service des matériaux et produits organiques (0854) est bien adapté à la mise au point des pièces prototypes.
  Les pièces en SMC réalisées suivant ce procédé peuvent être soumises à des essais mécaniques (statiques et dynamiques) ce qui permet de vérifier des concepts et des calculs avant de lancer les outillages définitifs pour la série.
  Les délais de réalisation de l'outillage sont relativement courts, les prix restent modérés, l'investissement capacitaire se limite à une table de serrage mobile, une cabine d'aspiration, une étuve et un enregistreur.

Par rapport aux procédés utilisés à l'extérieur pour les prototypes et la petite série (squize molding ou SMC spéciaux basse pression + moule métallisé + presse), celui que nous venons de décrire est le seul à notre connaissance qui met en oeuvre les SMC adaptés à la grande série

La technique mise ici au point peut être facilement transposée à d'autres matériaux et procédés tels que BMC, RTM, RIM, RRIM.

Pierre.ROUBINET

La mise au point et l'expérimentation de ce procédé ont été réalisées par Jean-François BLANCHARD.
Des boucliers prototypes et des
silencieux composites ont ainsi été moulés.

Document scanné et converti en fichier html en août 2015.

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