Procédé de thermoformage : simulation de la phase de mise en température

Thermoforming process: Simulation of the heating phase

¹ Chef de projet R&D, Pôle Européen de Plasturgie R&D, 2 rue Pierre et Marie Curie, 01100 Bellignat, France
² Ingénieur Simulation Numérique R&D, Pôle Européen de Plasturgie R&D, 2 rue Pierre et Marie Curie, 01100 Bellignat, France
³ Maître de Conférence, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, Laboratoire CETHIL, UMR 5008, 20 rue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

Auteurs de correspondance : david.garcia@poleplasturgie.com thierry.burret@poleplasturgie.com mhamed.boutaous@insa-lyon.fr

Reçu : 28 Août 2006
Accepté : 26 Octobre 2006

Résumé

Les travaux rapportés dans cet article concernent le procédé de thermoformage et plus particulièrement l'optimisation de la phase de mise en température de ce procédé. Le procédé de thermoformage appartient à la famille des cinq principaux modes de mise en forme des polymères que sont l'injection moulage, l'extrusion, le soufflage, le thermoformage et le rotomoulage. Les industriels de cette filière s'accordent à dire que le procédé de thermoformage a connu, ces quinze dernières années, des évolutions technologiques majeures dans la plupart de ses composantes " mécaniques " : poste de mise en forme, cadre de serrage, découpe, etc. À l'inverse, la composante " thermique " du procédé (panneaux de chauffe) a, pour sa part, peu évoluée et constitue désormais le point faible du procédé. Les conditions de mise en température des plaques de polymère sont mal maîtrisées et sont bien souvent responsables de productions rebutées. Les résultats rapportés dans cet article sont le fruit d'un programme de R&D, initié il y a deux ans (Octobre 2003), financé conjointement par la D.R.I.R.E et la Région Rhône-Alpes, dans le cadre de Visioplasturgie, deuxième Plan Régional de Développement de la Région Rhône-Alpes. L'objectif de ce projet a été d'étudier en profondeur les mécanismes de mise en température des polymères relatifs au procédé de thermoformage. Ces travaux ont été menés avec l'objectif, à moyen terme, d'être en mesure d'optimiser de manière significative la phase de mise en température de ce procédé en envisageant, par exemple, la conception de panneaux de chauffe innovants.

Abstract

The works reported in this paper are related to a Research and Development program focused on the optimization of thermoforming process. Thermoforming process belongs to the five main polymer moulding processes which are the injection moulding, the extrusion moulding, the blow moulding, the thermoforming and the rotomoulding. During the last fifteen years, progresses of thermoforming technologies concern mainly the mechanical components: optimisation of vacuum forming, cutting out of sheet, etc. In the opposite, "thermal" components (heater panels) are viewed today by thermoformers as the weaked components of the thermoforming process. Thermoformers agree to say that rejected productions are often due to a bad control of plastic sheet heating conditions. The results, presented in this article, are the fruit of a R&D program which have been supported by the D.R.I.R.E and the region Rhone-Alpes, and which is keeping with the general pattern of Visioplasturgie (Second Regional Plan of Development of the Rhone-Alpes). The goals of this project were to study in-depth plastic sheet heating mechanisms with respect to thermoforming process characteristics. Research investigations have been managed with the goal to design, in near future, innovative heating panels for optimising thermoforming process.