Thermoformage du Rohacell
Le thermoformage est un procédé de fabrication dans lequel un matériau thermoplastique est chauffé jusqu'à devenir malléable, mis en forme, puis refroidi afin de conserver sa nouvelle géométrie. La mousse de polyméthacrylimide Rohacell peut être thermoformée en formes galbées et tridimensionnelles complexes lorsqu'elle est mise en œuvre dans une plage de température contrôlée.
Le thermoformage convient particulièrement aux pièces à parois minces ou à courbures régulières, pour lesquelles l'usinage classique entraînerait des chutes excessives, des temps de cycle longs ou des difficultés de bridage.
Plage de température de thermoformage
Le Rohacell devient formable à des températures généralement comprises entre environ 195 et 210 degrés Celsius. Cette fenêtre de température est relativement étroite. Un chauffage au-delà de cette plage risque de dégrader ou de carboniser la surface, tandis qu'un apport de chaleur insuffisant empêche un formage correct.
Un contrôle précis de la température et un chauffage homogène sont essentiels à la réussite du thermoformage.
Pourquoi thermoformer le Rohacell
Le principal avantage du thermoformage est l'efficacité matière. Les pièces galbées ou de faible épaisseur, qui devraient sinon être usinées dans des blocs épais, peuvent être produites directement à partir de plaques dont l'épaisseur est proche de la cote finale.
Le thermoformage permet aussi des cadences de production plus élevées. Les temps de cycle se comptent généralement en minutes plutôt qu'en heures, ce qui rend le procédé attractif pour les séries moyennes à grandes lorsque la géométrie de la pièce le permet.
Maîtrise de l'humidité et séchage
Le Rohacell est hygroscopique et absorbe l'humidité avec le temps. Le matériau doit être entièrement séché avant thermoformage. Toute humidité présente lors du chauffage peut se vaporiser et provoquer gonflements, décolorations de surface et instabilité dimensionnelle.
Le séchage s'effectue généralement en étuve à convection avant formage. Après séchage, le matériau doit être formé dès que possible ou conservé dans un emballage scellé faisant barrière à l'humidité.
Outillage et transferts thermiques
Une fois chauffé, le Rohacell refroidit rapidement et ne reste malléable que peu de temps. Le transfert de la source de chauffe vers l'outillage de formage doit donc être extrêmement rapide afin d'éviter les fissurations, notamment sur les bords.
L'outillage doit favoriser un écoulement régulier de la matière et éviter les angles vifs ou les rayons serrés. Un outillage non métallique est souvent préféré pour limiter les pertes thermiques pendant le formage. Les facteurs environnementaux tels que les courants d'air et l'air froid doivent également être maîtrisés.
Comportement du matériau pendant le formage
Lors du thermoformage, la mousse est étirée à l'extérieur des courbures et comprimée à l'intérieur. Cela déforme localement la structure cellulaire et introduit des contraintes internes pouvant provoquer un retour élastique après démoulage de la pièce.
Le retour élastique dépend de l'épaisseur du matériau, du rayon de courbure, de la température de formage et de la géométrie de l'outillage. Il se maîtrise généralement par un surformage contrôlé et une mise au point itérative de l'outillage.
Parachèvement des pièces thermoformées
Le thermoformage est souvent suivi d'un détourage ou d'un usinage de finition pour obtenir la géométrie finale. La majeure partie de la mise en forme ayant déjà été réalisée au formage, les efforts de coupe sont faibles et un outillage de maintien simple suffit généralement.
Le thermoformage peut être combiné à l'usinage pour concilier efficacité matière et précision dimensionnelle.
Quand choisir le thermoformage
Le thermoformage du Rohacell est un procédé de fabrication éprouvé dès lors que la maîtrise de l'humidité, la gestion de la température, la conception de l'outillage et le flux de production sont correctement traités. Dans certaines applications, c'est le seul moyen pratique d'atteindre la cadence de production requise.
Le thermoformage élargit les possibilités de conception du Rohacell en lui permettant de servir non seulement d'âme usinée, mais aussi d'élément structurel formé.
Le thermoformage du Rohacell en résumé
Le thermoformage permet de mettre en forme efficacement le Rohacell en géométries courbes et complexes tout en préservant son intégrité structurelle. Correctement mis en œuvre, le procédé réduit les chutes, augmente les cadences et assure une qualité de pièce constante.
