Technologie

ROTOMOULAGE

Le rotomoulage est un procédé de fabrication de matériaux thermoplastiques qui permet d’obtenir des corps creux de toute dimension et forme. Il s’agit d’une technologie qui se différencie par rapport aux procédés conventionnels de moulage par injection et de moulage par soufflage, et il est particulièrement indiqué pour la production en petites séries d’articles même géométriquement complexes, surtout de grandes dimensions et corps creux qu’on ne peut pas obtenir autrement.
Le procédé naît typiquement pour la production de récipients, en exploitant la possibilité d’obtenir immédiatement des produits creux sans les phases successives de soudage et de montage. Les applications se sont multipliées même grâce à l’évolution continue de la recherche appliquée aux polymères utilisés dans le procédé: polyéthylène (LLDPE, LDPE, LHDPE, HDPE), polyéthylène réticulé, polypropylène, E.V.A., nylon, polycarbonate, PVC, etc.

En synthèse les avantages les plus importants de ce procédé sont:

  • Adaptabilité maximun: possibilité d’obtenir en même temps et de la même machine des articles de diverses formes et dimensions;
  • Potentiel quasi illimité de la conception de l’article à produire: par exemple la forme de certains collecteurs ou récipients façonnés;
  • Investissement initial peu élevé si en compare au potentiel du procédé;
  • Les articles de formes complexes peuvent être moulés dans un corps unique tout en gardant l’homogénéité de l’épaisseur des parois;
  • On peut réaliser en même temps des articles d‘épaisseurs différentes;
  • On peut facilement changer les couleurs et les matériaux;
  • Ils peuvent aussi être des articles à double paroi;
  • Les pressions basses utilisées et les vitesses de rotation peu élevéès minimisent l’usure des moules et des parties mécaniques;
  • Possibilité de dimensionnement différencié des articles en fonction de la rigidité désirée et de la resistance à l’impact souhaitée;
  • Application “automatique” des insertions de métal, plastique et caoutchouc;
  • Quantités très limitées de déchets: correspondance presque parfaite de la quantité de matière requise et celle utilisée. Les résidus de fabrication sont déterminés éventuellement par des bavures ou l’enlèvement de certaines parties saillantes;
  • Bas coût des moules et réduction des coûts de gestion.

LE PROCEDE

Le procédé de base est simple. Une poudre ou un polymère liquide est introduit dans le moule qui, tout en tournant en même temps sur deux axes perpendiculaires, succesivement chauffé et ensuite refroidi. 
La formation du produit moulé s’effectue de façon différente selon que le matériau utilisé soit poudre ou liquide. 
La poudre (normalement du polyéthylène), pendant la phase de chauffage, forme d’abord une pellicule poreuse sur la surface interne du moule à laquelle adhère ensuite le reste du matériau devenu graduellement fluide pour former une couche uniforme qui se solidifiera ensuite dans la phase successive de refroidissement. 
Le matériau liquide (normalement PVC et PLASTISOL), au contraire coule le long des parois du moule et se réchauffe jusqu’à rejoindre la température à laquelle le fluide se solidifie, en prenant la forme du moule qui sera refroidi ensuite à bain d’eau ou avec l’air soufflé. La phase de refroidissement pour certains produits est cruciale parce que chaque matériau demande des temps différents de descente de la température, normalement plus longs pour ceux du polyéthylène.

La dernière phase est celle d’ouverture du moule pour l’extraction du produit moulé et l’introduction d’une nouvelle matière première pour le cycle suivant.

Le système de rotomoulage le plus populaire utilise une unité tournante horizontale, simplement appelée carrousel muni de 3, 4 ou plus, bras porte-moules qui passent automatiquement à travers les diverses stations de travail (chargement, cuisson, refroidissement, extraction du produit manufacturé). 
Différents types de chauffage sont utilisés même s’il a été prouvé que le système à air chaud forcé est le plus propre, le moins coûteux et le plus sûr. 

Comme on peut le remarquer, le cycle est complètement automatisé : seulement les opérations de chargement/déchargement sont manuelles et c’est probablement cela le prix à payer pour la grande adaptabilité du procédé. La technologie pour une automatisation complète est déjà disponible, mais elle est peu utilisée parce qu’elle réduit sensiblement la flexibilité. Pour le moment seulement les systèmes automatiques de pesage et de dosage de la résine sont économiquement applicables.

Même si la phase de refroidissement est normalement considérée la moins importante, la recherche a démontré qu’un contrôle correct du cycle de refroidissement peut donner un équilibre dimensionnel tout en améliorant les propriétés physiques du produit manufacturé. Selon les caractéristiques chimiques du polymère, la phase de refroidissement produit des effets différents sur les propriétés physiques du produit manufacturé. 
Pour les polymères cristallins, un minimum de distorsion des cristaux est souhaitable, surtout quand de bonnes caractéristiques de résistance à l’impact à basses températures sont nécessaires. 
Pour les polymères amorphes au contraire, le refroidissement a un effet minimum sur les caractéristiques physiques du produit fini, donc il n’est pas nécessaire de contrôler la taille des cristaux.

LA MACHINERIE

La gamme des machines disponibles va des plus petites et simples pour la recherche et développement et pour l’utilisation en laboratoire avec un bras et une chambre de moulage, jusqu’aux complexes avec des bras que l’on peut gérer indépendamment, de diamètre sphérique allant jusqu’à 5.000 mm, appropriées pour les grands volumes productifs et pour les produits manufacturés volumineux.

Récemment plusieurs machines pour le rotomoulage du type “shuttle” ont été dessinées et fabriquées (Rock & Roll machine) pour le moulage des articles plus grands. Une de ces machines produit couramment des récipients de plus de 40.000 litres.
Avec ce type de machine, le moule et le matériau sont montés sur un chariot qui bouge sur des pistes pour les déplacements entre le four et la chambre de refroidissement.

LES MOULES

S’ils sont comparés aux équipements pour le moulage à injection ou de soufflage, les moules pour le moulage par rotation sont sûrement plus économiques. 
Différents types de métaux sont utilisés pour fabriquer des moules. Les plus pratiques pour la production de petits articles ou de dimension moyenne à cavités multiples, sont les moules en fonte d’aluminium. 
Le coût varie selon la qualité ou les détails demandés pour le produit fini. Les moules en nickel électroformaté sont utilisés pour le moulage de petits articles en PVC et ont l’avantage d’une bonne reproduction de la superficie, sans les problèmes de porosité qui se rencontrent souvent avec les moules en fonte d’aluminium. 
La tôle est utilisée normalement pour les moules prototypes et pour la production de grands articles comme normalement des récipients cylindriques et d’autres formes simples.

LES APPLICATIONS

Les articles qui peuvent être rotomoulés sont en augmentation constante soit à cause des innovations des machines ou des matériaux. Les articles les plus typiques sont: récipients de ramassage et d’alimentation, récipients pour les produits chimiques, récipients pour le ramassage de l’eau, éléments d’ameublement pour bureaux, produits ménagers, articles de jardinage, bidons pour les déchets, globes pour l’illumination, barques, canoës, jeux de différents types, poupées, etc… 
Pour une liste plus détaillée il faut consulter la fiche jointe.

NOUVEAUX SYSTEMES DE CONTROLE DU PROCEDE

Même dans le secteur du rotomoulage l’informatique appliquée aux systèmes de supervision du cycle-machine est maintenant utilisé: désormais beaucoup des machines sont contrôlées par des microprocesseurs. La masse de données engendrées par les dispositifs installés sur la machine est organisée et élaborée par un PC relié au PLC. Ainsi on peut gérer les phases en utilisant la souris et le clavier ou bien programmer le fonctionnement de façon complètement automatique. Le système engendre ensuite toutes les données du cycle (températures, durées, rotations, etc.) qui sont disponibles pour les contrôles successifs. Les systèmes les plus évolués permettent la gestion active des recettes de moulage tout en permettant ainsi la récupération du mélange correct pour chaque produit manufacturé. Particulièrement très utile est le système automatique de visualisation et de localisation des alarmes.

FICHE DES APPLICATIONS DU ROTOMOULAGE

Récipients pour les produits alimentaires et agricoles

  • Citernes, cuves et bidons pour l’industrie laitière-fromagère et des glaces;
  • Petits silos pour la préparation et le conditionnement des pâtes, du riz, des épices, etc.;
  • Petites citernes, cuves et bag-in-box pour les diverses boissons;
  • Récipients pour les agrumes, les olives et les fruits;
  • Marnes et cuves pour les saucisses et les abattoirs;
  • Citernes pour le transport des alevins;
  • Récipients isothermes à double paroi pour les nourritures prêtes, l’huile de coco, les œufs épluchées, les poissons et les aliments surgelés;
  • Petits silos et petites citernes pour les engrais solides et liquides;
  • Auges pour la distribution des aliments pour animaux.

Composantes des machines et des implantations pour ce qui concerne l’agriculture

  • Machines agricoles: réservoirs de carburant et de lubrifiants, citernes et auges pour les produits à irriguer, coffres, tableaux de bord, carénages, garde-boue;
  • Zootechnique et irrigation: mangeoires, distributeurs de nourriture pour animaux, silos, caisses pour irrigation et alimentations programmées, canalisations et dérivations;
  • Jardinage: réservoirs, échafaudage ramasse-herbe et coques pour tondeuses à gazon, chariots et rouleaux compresseurs manuels, vases et porte-vases même pour les cultures hydroponiques.

Sources énergétiques, récupérations et services pour la collectivité

  • Caissons isolants pour les panneaux solaires;
  • Accumulateurs hydrauliques isolants pour les échangeurs et les pompes de chaleur;
  • Caissons pour les ordures;
  • Cloches pour les débris de verre;
  • Petits silos pour déchets en plastique;
  • Récipients pour les déchets industriels;
  • Petites citernes pour le lavage des caissons;
  • Citernes pour les réserves hydrauliques d’urgence;
  • Récipients spéciaux pour le service anti-incendie;
  • Eléments divers pour l’équipement urbain.

Récipients pour la manutention et le stockage de matériaux divers
(poudres, granulés, liquides, produits en vrac, même chimiques-agressifs);

  • Petits silos et petites citernes avec châssis, palettisables et superposables;
  • Chariots basculants et caisses palettisables pour les produits en vrac;
  • Réservoirs sphériques pour les vidanges à basse pression;
  • Fûts et palettes pour des utilisations spéciales;
  • Emballages avec produit mousse pour les objets fragiles ou dangereux;
  • Citernes enfouies dans la terre;
  • Récipients cylindriques gradués.

Etude et réalisation d’équipements et de services industriels

  • Doseurs pour le traitement des eaux;
  • Carcasses de ventilateurs, petites tours, aspirateurs, cyclones, hottes;
  • Cuves pour les traitements superficiels et les diverses fabrications;
  • Réservoirs et coffres pour laver les sols et aspirateurs industriels, de compresseurs, de groupes électrogènes et de soudure;
  • Canalisations et raccords à brides;
  • Eléments isolants pour insonorisation des implantations et des machines.

Applications pour les industries de divers produits manufacturés

  • Caisses de programmateurs à CN pour machines outils;
  • Carcasses de terminaux, balances électroniques, compteur de pièces;
  • Rouleaux porte-câbles à grand diamètre;
  • Caisses pour accumulateurs électriques;
  • Coffres de protection pour les organes de transmission;
  • Carters de machines et appareillages divers;
  • Réservoirs façonnés pour les lubrifiants et les divers liquides;
  • Barils tournants de grande dimension pour les industries de la tannerie;
  • Récipients de cuisine, de teinturerie textile;
  • Vases pour la filature;
  • Coques de fauteuils et canapés;
  • Bancs et autres éléments d’ameublement pour une utilisation externe.

Transports et signalisation

  • Convoyeurs d’air et autres pièces placées sous le capot;
  • Accoudoirs et coques de sièges;
  • Réservoirs pour les implantations hydrauliques et sanitaires de caravanes et roulottes;
  • Porte-bagages et remorques supplémentaires;
  • Déflecteurs, entrées d’air, garde-boue et panneaux amovibles pour les véhicules industriels;
  • Pièces de carrosserie de dérivés, camper-car, ambulances, etc.;
  • Carénages des motos, bobs, side-cars, etc.;
  • Plate-formes de travail aérien pour échelles mécaniques;
  • Coffres couvre- bonbonnes pour les roulottes et les caravanes;
  • Cassettes porte-batterie;
  • Distributeurs routiers de sel;
  • Différents éléments pour la signalisation et la sécurité routière, bordures de protection, bornes de secours.

Nautique et ports

  • Bateaux à rames et à moteur hors-bord;
  • Dérives et catamarans;
  • Planche à voile;
  • Canoës, bouées, défenses;
  • Bouées de sauvetage multiples et récipients pour les canots de sauvetage;
  • Pontons, colliers flottants, radeaux;
  • Ensemble à éléments pour les cabines des plages.

Jeux et articles publicitaires

  • Chevaux à bascule, petites voitures;
  • Toboggans et jeux de grandes dimensions pour les communautés;
  • Divers éléments pour les manèges;
  • Mannequins et autres articles publicitaires.