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Fabrication de caoutchouc et transformation du silicone – thermorégulation optimale avec Tool-Temp
Pour la fabrication de pièces en caoutchouc, un contrôle de la température précis et efficace joue un rôle décisif tout au long du processus de transformation. Tool-Temp vous aide ici dans vos processus de production avec des régulateurs de température pour une température de production optimale. La robustesse et la longévité de nos produits vous permettent d’obtenir un excellent retour sur investissement lors de la fabrication de produits caoutchouc.
La thermorégulation des processus de production de caoutchouc avec des caloporteurs fluides apporte ici des avantages nets. Outre une répartition homogène de la température, elle offre l’avantage décisif de la possibilité d’arrivée et d’évacuation parallèles de chaleur dans la zone de thermorégulation. Un contrôle de la température précis et réactif améliore la structure de la masse transportée et aide à obtenir une qualité de surface optimale du produit en caoutchouc. Les exigences du marché pour ce qui touche à la fabrication, à la qualité des produits en caoutchouc et à la longévité ont évolué. Nous vous proposons ici une vaste palette de thermorégulateurs performants et précis.
Les thermorégulateurs de Tool-Temp sont parfaits pour le processus de production de la transformation de caoutchouc :
- Presses – de pièces en caoutchouc
- Procédé Injection-Transfermolding (ITM) – pour les pièces moulées en caoutchouc
- Calandrage – pour films
- Moulage par injection – de pièces moulées en caoutchouc
- Extrusion – Plastification de mélanges de caoutchouc
Éprouvé dans la production de caoutchouc : Tool-Temp
Robustes, durables, et conçus pour un fonctionnement illimité pour une utilisation adaptée à votre procédé de production.
Les produits Tool-Temp sont développés et fabriqués exclusivement en Suisse. Dès le développement, une attention toute particulière est accordée à la sélection de composants de qualité supérieure pour les appareils. Tous les composants en contact avec de l’eau sont ainsi en acier inoxydable ou en bronze. Pour tous les appareils, Tool-Temp renonce à des raccords flexibles et mise volontairement sur une tuyauterie robuste. Grâce à la technologie de pointe, tous les appareils effectuent un réglage précis à un dixième de degré et disposent d’un contrôle de débit intégré, qui permet de surveiller la circulation du fluide à tout moment.
Tool-Temp dispose d’une vaste usine fabrication interne, qui garantit une assurance qualité constante. Les composants importants comme les pompes, les échangeurs thermiques, le débitmètre, ainsi que les interrupteurs et relais spéciaux sont produits à l’usine de Sulgen.
Pour nous, des temps de réaction courts pour des solutions personnalisées sont une évidence et font partie de notre offre de service. Nous nous chargeons d’un contrôle de la température optimal, afin que vous puissiez vous concentrer sur vos processus de production.
Des produits en caoutchouc et silicone parfaits avec Tool-Temp
Il existe plusieurs procédés de fabrication pour la fabrication de produits en caoutchouc. Quelques procédés de production parmi les plus répandus pour le caoutchouc sont l’extrusion, l’immersion dans le latex, le moulage et le calandrage. En fonction des processus variés, nous vous proposons une vaste gamme de systèmes de thermorégulation, qui répondent aux exigences les plus différentes en matière de plages de température, de flux volumiques et d’intégration dans les installations.
Les conditions requises pour la production de composants en matériaux élastomères sont la fiabilité de la qualité de la matière première, le rapport en poids exact des matières premières, un processus de mélange contrôlé ainsi qu’un procédé de formage optimisé. Dans cet environnement complexe, nous apportons une solution à la thématique de thermorégulation avec une solution autonome ou pleinement intégrée dans votre installation.
Les élastomères sont des polymères composés de macromolécules, qui sont réticulées de manière tridimensionnelle par des liaisons transversales. Cette réticulation des chaînes polymères individuelles (vulcanisation) induit les propriétés d’élasticité du caoutchouc de ces matériaux. Dans la langue courante, on appelle ces élastomères de ce fait également caoutchouc. Jusqu’à leur température de décomposition, les élastomères sont des matériaux polymères vulcanisés, durs comme le verre à basses températures et qui ne coulent pas sous forme visqueuse, mais qui se comportent de manière élastique comme du caoutchouc en particulier à des températures ambiantes allant jusqu’à la température de décomposition. À température ambiante, les élastomères peuvent subir des déformations importantes et temporairement réversibles sous l’action de faibles forces. Suite à la décharge, les macromolécules reprennent pratiquement leur position initiale.
Les descriptions suivantes expliquent brièvement les matériaux, qui peuvent être parfaitement usinés à l’aide de nos thermorégulateurs.
Mélange/composé élastomère
Les caoutchoucs naturels et de synthèse ne sont pas des matériaux dans le sens usuel du terme, mais uniquement des matériaux de base auxquels une multitude de composants de mélange doit être ajoutée avant la vulcanisation. Outre le matériau de base caoutchouc, tous les élastomères comportent de nombreux additifs comme des agents de charge, plastifiants, agents de fabrication, inhibiteurs de vieillissement, agent de vulcanisation, accélérateur de vulcanisation, activateurs, retardateurs de vulcanisation, pigments, etc. En moyenne un mélange d’élastomère comporte entre 10 et 20 composants. La totalité de tous ces composants est appelée mélange élastomère ou composé élastomère. Le caoutchouc utilisé détermine les propriétés de base du vulcanisat, principalement la résistance au vieillissement et la flexibilité au froid ainsi que le comportement face aux différents fluides comme les huiles, les combustibles, l’eau et les solvants. Le niveau des propriétés mécaniques comme l’élasticité et la fermeté dépend également de la base polymère, mais également du remplissage avec ce que l’on appelle des suies de renforcement ou des agents de charge blancs. Les additifs permettent de varier certaines propriétés (comme la dureté) et de les améliorer (par ex. flexibilité au froid, retour élastique au choc, déformation rémanente à la pression, résistance à la chaleur et au gonflement). La composition des élastomères est très complexe et est adaptée aux différentes applications.
Élastomère expansé
Les élastomères expansés sont fabriqués en ajoutant à un mélange de caoutchouc un agent gonflant, qui libère le gaz durant la vulcanisation, ce qui entraîne la formation de pores et le gonflement du mélange. Les produits ainsi fabriqués sont : filtres, rembourrages, joints, matelas et articles techniques.
Composite : caoutchouc-métal, caoutchouc-plastique
Les pièces moulées en caoutchouc offrent de vastes libertés de construction, les bonnes propriétés d’élongation des mélanges élastomères permettant également de démouler des contours difficiles. Le caoutchouc permet de fabriquer une multitude de systèmes composites. Les systèmes composites de pièces moulées en caoutchouc et de pièces métalliques mais également de caoutchouc et de plastique permettent une économie de coûts considérable. Le choix du système composite adapté est décisif pour la qualité des pièces composites caoutchouc-métal. Même sous des contraintes élevées, la couche élastomère ne doit plus se détacher de la pièce métallique ni du plastique.
De telles pièces composites offrent de nombreux avantages :
- Réduction des pièces individuelles et par là-même manutention simplifiée d’un seul composant
- Suppression du travail de montage et élimination des erreurs de montage
- Fiabilité et sécurité de fonctionnement grâce à un composite qui adhère fortement
- Résistance plus élevée des composants
Mélanger/mélange
Le mélange se déroule en deux étapes. Un prémélange des matières premières suivi du mélange final avec l’ajout d’agents de réticulation et d’accélérateurs, ainsi que l’homogénéisation de ces matières. À la fois le prémélange et le mélange final se font dans des malaxeurs ou sur des laminoirs. Les produits résultant de ce processus sont des mélanges de caoutchouc non vulcanisés pour le formage en moule de ce que l’on appelle des peaux ou granulés.
Formage
Le formage peut se faire à travers différentes formes d’usinage :
- Compression – procédé de moulage par compression
- Calandrage
- Confection manuelle
- Moulage par injection – procédé de moulage par injection
- Extrusion
Cette étape d’usinage génère à la fois des pièces brutes non vulcanisées et des pièces finies vulcanisées ou des semi-finis. Pour les deux variantes, les processus de thermorégulation sont parfaitement accompagnés par nos thermorégulateurs.
Vulcanisation
Nos thermorégulateurs accompagnent idéalement la vulcanisation. On entend par vulcanisation la transformation chimico-physique lors de laquelle le caoutchouc plastique principalement passe à l’état élastique du caoutchouc. Cette opération, qui a lieu avec la liaison de macromolécules à leurs endroits réactifs, est également appelée réticulation. Un agent de vulcanisation est nécessaire pour la vulcanisation. Le soufre est l’agent de vulcanisation le plus ancien et le plus utilisé. Le caoutchouc résultant de ce procédé offre par rapport au caoutchouc (matière première) des propriétés élastiques durables, revient à sa position initiale en cas de sollicitation mécanique, possède une résistance à la déchirure, une élongation et une résistance plus élevées contre les influences du vieillissement et climatiques.
L’élasticité du caoutchouc (matériau) dépend du nombre de liaisons sulfurées. Plus il y a de liaisons sulfurées, plus le caoutchouc est dur et non élastique. Le nombre de liaisons sulfurées dépend à son tour de la quantité de soufre ajoutée et de la durée de la vulcanisation. Lors du vieillissement du caoutchouc, les liaisons sulfurées sont remplacées par des liaisons d’oxygène, le caoutchouc devient friable et poreux.
La plupart du temps, le formage est vulcanisé pendant la même opération de travail. La vulcanisation peut ainsi être réalisée dans l’outil chauffé ou dans un four de vulcanisation spécial.
- Formage avec des presses
Le compression moulding ou moulage par compression est le procédé traditionnel pour la fabrication de pièces moulées en caoutchouc. Une quantité de mélange de caoutchouc non réticulé correspondant à la pièce finie est amenée la plupart du temps manuellement dans un moule à vulcanisation chauffé. Le moule est ensuite fermé sous la pression d’une presse. Sous la pression de la presse et la température, le mélange se ramollit, coule et remplit la cavité de la pièce moulée. La vulcanisation du mélange de caoutchouc se fait à des températures de 140-200 °C. La pièce moulée vulcanisée (réticulée) est alors démoulée à chaud, ceci sans aucune déformation permanente, puisqu’elle ne réagit maintenant plus de manière thermoplastique. L’outil doit être conçu de manière à ce qu’aucune diminution de la pièce finie ne soit enregistrée après le refroidissement. Comparé au procédé de moulage par injection, le procédé de compression requiert des temps de chauffage nettement plus longs, puisque le réchauffement du mélange de caoutchouc froid à la température de réticulation provient ici exclusivement de la paroi du moule. Le procédé de compression-transfert est une forme développée du procédé de compression. La masse à former est ici réchauffée en outre par friction lors de l’injection dans le moule. Le temps de réticulation est ainsi raccourci. L’inconvénient de ce procédé est que les coûts d’outillage sont nettement supérieurs à cause d’une usure plus importante et que des déchets plus importants sont produits avec les élastomères réticulés. Le procédé de compression est plutôt économique pour de petites séries et avec des pièces de production plus simples.
- Procédé injection-transfermolding (ITM)
Le procédé injection-transfermolding (ITM) est une variante du procédé de compression-transfert pedant laquelle l’unité de transfert située dans la partie supérieure du moule est remplie du mélange de caoutchouc plastifié par l’unité d’injection d’une machine de moulage par injection. Le transfert d’un mélange de caoutchouc déjà plastifié permet d’obtenir un remplissage plus uniforme du moule de vulcanisation. Les canaux froids du moulage par transfert sont utilisés lors du procédé de compression-transfert ou lors du procédé injection-transfermolding (ITM) pour la fabrication de pièces moulées en caoutchouc. L’unité de transfert est refroidie par un fluide de refroidissement et séparée thermiquement par une plaque isolante de la zone de vulcanisation chauffée du moule. Le fluide de refroidissement utilisé est la plupart du temps de l’eau. La transition de la zone froide à la zone chauffée se fait via des éléments de buse. Contrairement aux canaux froids de buse, les canaux froids du moulage par transfert des éléments de buse ne sont pas refroidis un à un mais uniquement avec le bloc de refroidissement complet. Le matériau élastomère se trouvant dans l’unité de transfert n’est pas vulcanisé à chaque cycle de production et peut être utilisé lors du cycle suivant pour la fabrication de pièces moulées. Tandis que les canaux froids de buse sont la plupart du temps utilisés pour de petits nombres de calibres et des pièces moulées volumineuses, les canaux froids de moulage par transfert sont mieux adaptés à des nombres de calibres élevés et plutôt à des pièces moulées en caoutchouc de petit volume.
- Formage par calandrage
Le calandre travaille comme un laminoir. Les cylindres situés la plupart du temps les uns au dessus des autres peuvent être thermorégulés. En fonction de la taille du jeu, des films d’épaisseur différente peuvent être fabriqués. La vulcanisation se fait alors soit de manière discontinue dans l’autoclave, dans la presse, ou de manière continue dans une machine de vulcanisation.
- Formage par moulage par injection
Lors de l’injection-molding ou du procédé de moulage par injection pour la fabrication de pièces moulées en caoutchouc, le mélange de caoutchouc sur une machine à moulage par injection est d’abord préchauffé dans un groupe à vis et plastifié (80-100 °C) puis injecté dans le moule chauffé via des canaux de coulée. En fonction du type de construction, on distingue les machines de moulage par injection horizontales et verticales. L’opération d’injection se fait soit par déplacement direct de la vis sans fin dans le cylindre ou par injection via un cylindre séparé (piston d’injection). Comparé au procédé de compression, le procédé de moulage par injection est plus moderne et offre surtout tous les avantages d’efficacité grâce à son procédé entièrement automatique. La plastification dans l’unité d’injection permet d’obtenir des durées de chauffe nettement inférieures. L’utilisation de canaux froids de buse permet de réduire la quantité de déchets à un minimum.
- Formage par extrusion
Lors de l’extrusion, la vis sans fin rotative se charge de la plastification du mélange de caoutchouc rempli. La vis sans fin compacte et réchauffe le matériau et le compresse au travers d’une buse correspondante vers l’extérieur. Après être passé dans des unités de calibrage et des unités de réticulation correspondantes, l’extrudat est coupé aux longueurs correspondantes. La réticulation peut se faire sans pression dans un bain de sel, un canal d’air chaud UHF respectif ou dans un autoclave séparé.