Comment le moussage au CO₂ permet de créer des pièces plastiques légères

Principes de base du moussage au dioxyde de carbone

De quelle façon intégrer du CO₂ dans une production industrielle pour le moussage des plastiques ?

Le moussage avec pour agent le CO₂ se caractérise par l'introduction d'un gaz, dans l'idée de le mélanger à la matière plastique fondue pour réaliser un mélange homogène puis de l'introduire dans l'empreinte du moule. Lorsque l'on relâche la pression, le gaz forme des alvéoles dans le produit plastique, ce qui représente un grand avantage. Les micro alvéoles remplacent le polymère, ce qui produit un gain de poids matière, avec une augmentation de la résistance mécanique de la pièce.

Que veut-on dire par moussage au CO₂ supercritique pour les plastiques ?

Il s’agit d’utiliser le CO₂ dans des conditions industrielles au dessus de son point triple (74 bars, 31 °C). Dans ces conditions, ses propriétés se positionnent entre Gaz - Liquide. Ceci a pour avantage, une solubilité optimale dans les plastiques avec une diffusion rapidement homogène utile à la création de micro alvéoles régulières lors de la décompression dans le moule.
Cette étape représente le fondement de la technologie de moussage.

Caractéristiques essentielles de la technologie de moussage au CO₂

Pourquoi cette technologie améliore-t-elle la stabilité dimensionnelle ?

Contrairement aux technologies traditionnelles, le moussage par injection de CO₂ exerce une pression uniforme due à l'expansion du gaz. Ce qui diminue considérablement les retassures ainsi que les déformations liées aux tensions intrinsèques des matériaux lors du refroidissement. Les pièces obtenues présentent une calibration géométrique supérieure, indispensable pour les assemblages complexes dans les secteurs de l'électronique ou de l'automobile qui ont des tolérances de plus en plus serrées.

Peut-on utiliser cette technologie pour toutes les pièces plastiques ?

Intégrer le moussage par injection de CO₂ dans une production impose de retravailler le cahier des charges pour intégrer les paramètres liés au moussage dans une installation industrielle. L'ingénierie des pièces a besoin d'avoir une réévaluation car la géométrie, ainsi que les épaisseurs de parois, influencent la technique du moussage. Cette application s’utilise facilement pour des épaisseurs standards de 2 mm, par contre l'allègement de composants avec des parois de quelques dixièmes de millimètres pose problème.

Les applications industrielles du moussage au CO₂ des plastiques

Quel rôle à le moussage au CO₂ par rapport aux tolérances dimensionnelles ?

L'expansion du gaz agit telle une pression multidirectionnelle dans l'empreinte du moule. Ce phénomène compense le retrait volumique du polymère lors du refroidissement. Cette action réduit au minimum les tensions dans les matériaux, ce qui élimine le gauchissement ainsi que les retassures sur les zones de fortes épaisseurs ou les nervures. Cette meilleure maîtrise des tolérances géométriques optimise drastiquement les rebuts de production pour la fabrication de pièces techniques.

Quels polymères peuvent utiliser cette technologie ?

Presque tous les thermoplastiques, tels que le PP, le PA, le PC ou l'ABS, peuvent utiliser le moussage au CO₂. Au préalable, l'industriel a besoin d'évaluer les caractéristiques de la solubilité du CO₂ dans la résine. La quantité de CO₂ absorbé par un plastique à haute pression a un caractère proportionnel avec les valeurs de la cristallinité du plastique.

Exigences des normes européennes par rapport au CO₂

Que veut dire CO₂ biogénique ?

Il s'agit d'un sous produit de la décomposition de matière organique produit par :

• La fermentation (production de bioéthanol).
• La digestion (production de biométhane).
• Le reformage du méthane à la vapeur alimenté en biogaz.

Avec le dioxyde de carbone biogénique, les industriels qui l'utilisent pour le moussage au CO₂ optimisent les scopes 1 ainsi que les scopes 3 de leur production. Contrairement au CO₂ fossile, le CO₂ biogénique a un effet neutre pour le climat, inutile donc de la déclarer parmi les émissions fossiles.

Comment répondre aux exigences de la réglementation REACH ?

Le CO₂ n'intègre pas le cadre européen des substances extrêmement préoccupantes (SVHC) de la réglementation REACH. Son utilisation n' émet pas de composés organiques volatils (COV), ce qui veut dire que les industriels qui utilisent le moussage au CO₂ ont choisi une stratégie proactive pour garantir dans le temps la conformité réglementaire pour répondre aux critères imposés.