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Thermoformage, Composites, Détourage

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POLYURETHANE - Technologie SoliSpray

Aujourd’hui, pour produire un isolant acoustique, quatre solutions sont disponibles :

  • thermoformage d’une feuille de thermoplastique chargée (masse lourde)
  • moulage par injection d’une matière plastique
  • moulage en RRIM d’une pièce en polyuréthane chargé
  • SoliSpray, la nouvelle technologie proposée par Cannon, qui consiste à projeter des formulations polyuréthanes chargées

C’est le thermoformage qui a été depuis 20 ans la technologie la plus utilisée. Il nécessite le préchauffage puis le formage dans un moule d’une feuille d’un matériau thermoplastique économique, généralement chargé en baryte. Le thermoplastique utilisé peut être un PVS EVA ou EPDM, on peut utiliser également des matériaux recyclés. Cette technologie est la plus économique en ce qui concerne la matière première, mais les prestations limitées par l’impossibilité de faire varier l’épaisseur en fonctions des exigences. Il en résulte que la pièce est plus lourde que nécessaire. Deux autres limitations à ce procédé : d’une part, l’impossibilité de réaliser des insonorisants composés d’une seule matière et d’autre part la nécessité de procédé à un détourage en reprise, et conséquemment la production de déchets qu’il faut recycler.

Le moulage par injection implique l’utilisation de thermoplastique à bas point de fusion, chargé de diverses manières, injectés en moule fermé. Il est facile de comprendre que dans ce cas il s’agit de matières premières plus chères qu’en thermoformage, mais sans déchets de découpe. Un autre avantage résulte de la possibilité d’optimiser l’épaisseur et par conséquent le poids de la pièce. La grande limitation de cette technologie tient aux investissements coûteux qu’elle nécessite : moules en acier à canaux chauds et presses d’injection d’au moins 2500 tonnes pour une pièce comme le tablier.

Quant à la technologie RRIM, elle implique l’emploi de formulations PU avec diverses charges, injectées en moule fermé au moyen de machines de dosage à pistons et à têtes d’injection résistantes à l’abrasion provoquée par les charges minérales. Le RRIM, tout comme l’injection des thermoplastiques, permet d’une part d’optimiser les épaisseurs et d’autre part d’obtenir des composants mono-matière. Cette technologie, développée par Cannon dès le début des années ’80 a connu un développement significatif, puisque des pièces d’insonorisation en RRIM équipent une vingtaine de véhicules allemands et français, en particulier l’Audi et la VW Golf. La limite de cette technologie vient, ici encore, du niveau élevé d’investissement, en moules et en équipements.

Du nouveau avec SoliSpray

C’est dans cet objectif de réduction des coûts d’investissements que Cannon a développé la technologie SoliSpray.

L’innovation consiste à réaliser des pièces par projection de formulations déjà chargées, en travaillant avec un seul demi-moule ouvert : le procédé ne nécessite plus l’emploi d’une presse.

Pour atteindre cet objectif sont réunies plusieurs innovations récemment développées dans le laboratoire de Cannon, à Caronno Pertusella, près de Milan.

Premier impératif : une tête de mélange capable de mettre en œuvre des produits chargés, mais demeurant légère et facile à manipuler. La solution retenue a été une tête FPL 10 modifiée avec une buse de projection spécialement conçue pour appliquer en bandes régulières une formulation hautement réactive avec une précision maximum, une parfaite homogénéité, et un recouvrement minimum entre chaque bande en contrôlant de façon optimum l’épaisseur du produit appliqué. Une déposition irrégulière pourrait générer une épaisseur inacceptable, créant un pourcentage de rebuts coûteux.Il était également indispensable d’automatiser le mouvement de la tête afin de permettre une application parfaite et répétitive de la mousse sur une surface relativement importante. Cannon a choisi un robot anthropomorphique à 6 axes, capable d’atteindre toute la zone de nappage de la pièce, y compris les surfaces verticales.

SoliSpray avec tête de mélange

Plusieurs modèles de machines de dosage peuvent être choisis, pourvu qu’il s’agisse d’équipements haute pression et que l’une des lignes soit capable de doser un polyol très visqueux, additionné de charges minérales abrasives.

Les outillages de production utilisables sont divers, en fonction de la pièce à réaliser :

  • Pour produire des isolants acoustiques simples, comportant une seule couche de PU chargé, on peut projeter directement dans le moule, afin d’obtenir un produit à surface lisse sur la face en contact avec le moule, mais assez rugueux sur la face opposée, acceptable dans l’industrie automobile dans la mesure où elle est placée au contact direct de la tôle et ne se voit pas. Dans ce cas, aucune presse n’est nécessaire, il suffit d’un support de soutien du demi-moule inférieur.
  • Pour les applications sous tapis, on peut projeter un isolant acoustique directement sur l’envers du tapis, la partie esthétique étant soigneusement placée au contact du demi-moule.
  • S’il s’agit d’un sandwich constitué d’un isolant acoustique et d’une mousse d’absorption de son (ce qui est certainement le cas le plus fréquent), on peut, comme dans le cas précédent, projeter directement l’isolant acoustique sur le demi-moule inférieur puis couler, soit en moule fermé soit en moule ouvert, la mousse de polyuréthane traditionnelle. Une presse et un moule standard sont suffisants pour cette application.

Pour ce qui concerne les lignes de production, Cannon a développé une s&eacut

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