PULTRUSION

Le procédé de pultrusion est un procédé de production en continu dans lequel des fibres de renfort, seules ou sous forme de nattes, sont tirées à travers une matrice chauffée puis durcies. C'est à ce stade que le formage s'opère, parallèlement à la réticulation de la résine. Le procédé de pultrusion offre une flexibilité maximale lors de la conception de profilés en PRV. Il permet de fabriquer des pièces pouvant atteindre 1 200 mm de largeur et 350 mm de hauteur. Grâce à la fabrication en continu, les longueurs ne sont limitées que par les contraintes d’expédition ou

de transport. Les bobines de rovings et les nappes de verre sont disposées sur un porte-bobines. Le roving peut être tiré de l’intérieur ou de l’extérieur. Lors d’un déroulement depuis l’extérieur via des supports de bobines à roulements à billes équipés de dispositifs de freinage mécaniques, un guidage précis du roving avec précontrainte est garanti. En cas de déroulement depuis l’intérieur, les rovings sont immédiatement guidés derrière le rack à bobines via une paire de tiges fixes disposées en décalé.

Le roving est précontraint par frottement. Rupture de l’encollage et épandage des rovings. Si les rovings sont déroulés sans précontrainte, ils s’entortillent, ce qui complique l’imprégnation de la résineet entraîne une perte de résistance du profilé fini. Pour l’alimentation de structures planes, telles que les non-tissés, les nattes ou les tissus, un autre rayonnage est utilisé. Le matériau de renfort, encore sec, est progressivement rassemblé par plusieurs unités de renvoi.

Pour ce faire, les différents matériaux sont guidés à travers des plaques perforées disposées en série. Les motifs de perforation se rapprochent ainsi de plus en plus de la forme de profilé souhaitée. Cela garantit que les différentes structures textiles, sans entrer en contact les unes avec les autres, se trouvent dans le bon ordre ; les différents matériaux de renfort sont alors acheminés vers l’unité d’imprégnation. Ils sont ensuite rassemblés dans leur position finale et introduits dans le moule.

On distingue trois procédés différents d’imprégnation : dans le procédé en cuve, les fibres de renfort sont introduites par le haut dans le bain d’imprégnation de résine, puis retirées. L’imprégnation proprement dite s’effectue à l’aide de plusieurs rouleaux de renvoi dans le bain de résine. Ce procédé, également utilisé dans la technique d’enroulement, est sans doute la méthode d’imprégnation la plus courante pour la fabrication de profilés extrudés, en particulier ceux présentant des sections simples.

Le procédé par traction est principalement utilisé pour la fabrication de profilés à sections transversales complexes. Le matériau de renfort est guidé à travers le bain de résine sans aucun renvoi. À cet effet, des plaques perforées, dont la forme correspond à celle du profilé, sont installées aux extrémités d’entrée et de sortie du bain. Les matériaux de renfort sont introduits dans le bain de résine et en sont retirés par ces ouvertures. La résine qui s'écoule est recueillie dans un bac et repompée dans le bain de résine.

Dans le procédé d’injection, les rovings et les mats sont guidés à travers l’outil d’imprégnation sans déviation. Cet outil a la forme du profilé à fabriquer et s’élargit à l’intérieur. La résine de réaction est injectée dans cette cavité des deux côtés à une pression de 2 à 15 bars. Pour une meilleure répartition de la résine et pour éviter ce qu’on appelle le «… ». Dans le cas de l’infeed, il s’agit de plaques de guidage qui acheminent de manière ordonnée les fibres et les nappes imprégnées vers l’outil.

À ce stade, l’excès de résine est retiré des matériaux de renfort et réintroduit dans le bain de résine. Une fois les matériaux de renfort imprégnés de résine, ceux-ci sont tirés à travers un moule en acier chauffé qui leur donne leur forme. Plusieurs zones de chauffage et de refroidissement réglables séparément sont intégrées dans l’outil. Le matériau imprégné de résine est fortement compacté à l’entrée de l’outil en vue du formage. La résine pénètre dans l’outil à l’état froid.

L’élévation de température dans le moule en acier maintenu à température constante déclenche la réaction de la résine. Le système matriciel thermodurcissable prend une consistance gélatineuse. C’est au cours de cette phase que le profilé est moulé, calibré à sa cote finale et durci. L’énergie libérée lors du durcissement doit être dissipée par un circuit de refroidissement. Les matières plastiques sont de très mauvais conducteurs thermiques. C’est pourquoi il faut s’assurer, en particulier pour les profilés à parois épaisses, que la température à l’intérieur du profilé n’atteigne pas un niveau inadmissible en raison de la réaction exothermique, ce qui pourrait nuire aux propriétés mécaniques.

Les principaux paramètres du procédé au cours de cette phase sont les vitesses d’étirage et la température de durcissement. D’autres facteurs influant sur la qualité des produits semi-finis sont le comportement au retrait des systèmes matriciels, la viscosité de la résine et la cinétique de réaction, ainsi que la teneur en fibres, qui peut atteindre 70 % en masse. Le dispositif d’extraction a pour fonction d’extraire le profilé de la matrice. On utilise généralement à cet effet des paires de pinces qui saisissent le profilé en alternance, l’extrait, puis le ramènent à la position initiale (extraction réciproque).

Les forces d’extraction qui apparaissent lors du passage du stratifié à travers le bain d’imprégnation et le moule peuvent être très élevées ; c’est pourquoi le stratifié doit contenir une quantité suffisante de rovings. Les rovings agissent pratiquement comme des tirants. Les forces de traction dépendent principalement de la section transversale et de la circonférence, de la teneur en fibres visée, de la géométrie, de la position et de l’étendue de la phase de gel dans l’outil, de la vitesse d’extraction et des résistances dues aux renvois.

Les profilés sont coupés à la longueur souhaitée à l’aide d’une scie fonctionnant en synchronisation. Résine (temps de gélification) Matériau de renfort