Lanxess étend l'utilisation des composites au moulage par extrusion-soufflage avec renforcement en fibres Tepex

Lanxess AG (Cologne, Allemagne) a annoncé le 3 septembre qu'elle élargit sa gamme d'applications au moulage par extrusion-soufflage, qui inclura l'intégration de composites thermoplastiques à fibres continues Tepex dans le processus de production.

Dans une étude de faisabilité récente, Lanxess affirme avoir démontré que des composants en PA6 peuvent être fabriqués avec la technologie de soufflage tout en recevant un renforcement local avec Tepex aux points soumis à de fortes charges. Les investigations ont été menées sur une machine de soufflage proche de la production au centre technique de l'unité commerciale High Performance Materials (HPM) à Dormagen, Allemagne. « Les composants montrent une adhérence exceptionnelle, ce qui permet d'exploiter la résistance et la rigidité de Tepex », explique Arthur Rieb, spécialiste du soufflage chez HPM.

Selon Lanxess, le procédé peut être utilisé pour renforcer localement la performance mécanique des composants soufflés, par exemple dans les zones soumises à de fortes contraintes mécaniques dues à des chocs ou à de fortes pressions. « De plus, il convient à la fabrication de composants structurels soufflés, comme les sections creuses pour le renforcement de la carrosserie. L'utilisation extensive de Tepex peut être un facteur clé pour réduire le poids et la consommation de matière car l'épaisseur de paroi de base du composant peut être diminuée », explique Rieb. « Basé purement sur des systèmes thermoplastiques, les pièces creuses sont faciles à recycler, facilitant ainsi la mise en place de cycles de matière en boucle fermée. »

Lors de la fabrication de telles pièces creuses, explique Lanxess, la première étape consiste à extruder un parison tubulaire tandis qu'un insert Tepex chauffé et plastifié est simultanément placé dans l'outil de soufflage. Le parison est ensuite gonflé dans l'outil, ce qui forme également la section Tepex. Cela donne un composant de forme définie avec un renforcement Tepex local. « La mise en forme de Tepex est intégrée dans le processus de soufflage, résultant en un processus en une seule étape avec des temps de cycle courts et économiquement efficaces, typiques du soufflage », ajoute Rieb.

Auparavant, selon Lanxess, la fabrication de composants de ce type impliquait un processus en trois étapes avec le soudage ultérieur d'un insert Tepex bi- ou tridimensionnel sur la pièce creuse soufflée.

« Notre processus simplifie considérablement les choses », déclare Tilmann Sontag, expert en conception légère au groupe automobile Tepex de HPM. « De plus, le renforcement textile rend le matériau Tepex plastifié beaucoup plus facile à manipuler que les rubans renforcés unidirectionnellement en fibres continues. Cela permet un processus de production stable et sûr. »

De plus, comme les fibres continues dans Tepex sont entièrement préimprégnées de plastique, le processus est hautement suffisant pour consolider le matériau afin qu'aucune poche d'air ne se forme pendant le soufflage. « Le résultat est un lien matériel avec une excellente adhérence entre le matériau de soufflage et Tepex. Même de faibles pressions de soufflage suffisent à former Tepex en géométries 3D critiques telles que des hémisphères à rayons serrés », explique Sontag.

Selon l'entreprise, son unité HPM a développé une large gamme de composés à haute viscosité basés sur PA6 et PA66 avec et sans renforcement en fibres de verre, matériaux qui peuvent également être utilisés pour la nouvelle combinaison procédé/matériau. Par exemple, la gamme comprendrait des variantes souples, résistantes aux chocs, comme les composés PA6 non renforcés Durethan BC700HTS DUSXBL et Durethan BC550Z DUSXBL. Lanxess note que ce type de matériaux convient pour des réservoirs ou autres pièces creuses renforcés Tepex où l'application requiert également, par exemple, une haute résistance aux chocs et de la flexibilité. En revanche, les types de produits renforcés fibres de verre tendent à être le matériau de choix pour les composants structurels légers.

Avec Tepex aussi, une large gamme de types de produits sont disponibles pour le processus – par exemple, des variantes renforcées de tissus en fibres continues ou de stratifiés en fibres de verre, d'aramide ou de carbone. La matrice des composites est également capable de variation. En plus de PA6 ou PA66, par exemple, elle peut également consister en des polyoléfines telles que polypropylène ou polyéthylène.

Pour soutenir les clients à toutes les étapes du développement de composants, l'unité HPM de Lanxess a combiné son expertise en matériaux, application, procédés et développement technologique sous la marque HiAnt. Le service engloberait tout, de la conception conceptuelle, l'optimisation des matériaux et le calcul des caractéristiques des composants par des outils de simulation, au traitement, aux essais de composants et au démarrage de la production en série.