Qu’est-ce que la pultrusion ?

La pultrusion est un procédé automatisé pour la production continue de profilés en fibres de carbone et en fibres de verre.

Quels avantages offre la pultrusion ?

La pultrusion offre une liberté d’installation extrême et les profilés FRP (site), en plus de l’aspect économique, ont certains avantages par rapport aux matériaux plastiques, aluminium, acier ou acier inoxydable.

Quelles sont les propriétés des profilés ? (site)

Les profilés sont particulièrement légers et extrêmement résistants, notamment à la corrosion, ils ne demandent pas d’entretien et sont indéformables. Ils offrent une grande stabilité et rigidité.

Comment s’effectue la production du profilé ?

Dans ce procédé, une masse flexible et trempable est pressée en continu à l’intérieur d’une filière qui lui donne sa forme puis elle est durcie.  En même temps, la synthèse du composant FRP se produit à l’intérieur d’un moule.

Quelles sont les quantités les plus adaptées pour ce procédé ?

Le prix avantageux pour ce procédé de pultrusion découle de la quantité. Pour garantir la qualité, le moule pour la pultrusion doit être configuré avec précision. Une fois mis au point, le moule peut produire une quantité pratiquement illimitée de profilés FRP de qualité constante.

Pour garantir le plus haut niveau de qualité dans la production de profilés FRP, Saimex srl utilise le procédé de pultrusion.
Le mot anglais « pultrusion » vient de « to pull » – tirer et « extrusion » – faire passer.

Il s’agit d’un procédé automatisé pour la production continue de profilés CRP et FRP (appelés également profilés pultrudés), ou profilés renforcés de fibres de verre et de fibres de carbone. La production offre la plus grande liberté d’installation et génère des profilés pultrudés personnalisés (site).

Sur demande, les profilés peuvent être produits avec des caractéristiques chimiques, auto-extinguibles, mécaniques ou électriques spécifiques.

 

Poids léger, bonne plasticité et liberté d’installation maximale. Ces caractéristiques rendent les matériaux composites en fibres FRP très intéressants dans l’industrie du bâtiment, ainsi que dans celui du transport et de la mobilité (site), la construction (site), l’industrie chimique et pétrolière (site), la fabrication de fenêtres et de façades (site).

 

Les questions qui se posent par rapport aux matériaux FRP et à la pultrusion :

 

 

Quels sont les profilés le plus souvent produits ?           
Les profilés FRP peuvent être des profilés normaux en T ou en U, ou des tubes ronds et ils offrent une liberté d’installation extrême. Saimex srl (site) produit des profilés FRP spéciaux en termes de caractéristiques et de formes selon les nécessités du client. Du fait de leurs avantages, les profilés pultrudés sont des éléments de construction extrêmement demandés et polyvalents.

Comment fonctionne la pultrusion ?
Dans le procédé de pultrusion une masse trempable est poussée en continu dans une filière qui lui donne sa forme. En même temps, la synthèse du composant FRP (renforts de fibres et de résines, ainsi que les additifs) se produit à l’intérieur d’un moule.

Ce procédé permet d’obtenir les profilés FRP qui, de par leurs caractéristiques, offrent de nombreux avantages par rapport aux profilés en aluminium, plastique, acier ou acier inoxydable. La vitesse de production notamment, associée à un haut degré d’automatisation, rend les profilés FRP obtenus avec le procédé de pultrusion très économiques.

On distingue le procédé en cuve, le procédé pull-through et le procédé d’injection, dont nous parlerons plus loin.

Les fibres de renfort sont convoyées avec soin dans un moule préformé auquel le profilé pultrudé devra ensuite correspondre. Les fibres sont imprégnées dans une cuve puis comprimées dans une forme. Ou bien les fibres peuvent être directement imprégnées dans un moule fermé avec le système de l’injection directe.

Le contrôle du moule est informatisé. La vitesse de traction et le procédé de durcissement du matériau pultrudé sont tenus sous contrôle. À la sortie du moule, le profilé peut être découpé.

 

Qu’est-ce que la matrice ?
Les matériaux composites en fibres de verre consistent en un matériau renforcé qui est inséré dans une matrice. Pour cela, on peut utiliser des polymères thermodurcissables ou thermoplastiques.
Les thermodurcissables sont des matériaux synthétiques, qui ne peuvent plus être déformés après le renforcement. Les thermoplastiques se laissent déformer à une température donnée.

Comme matrice thermodurcissable, on utilise des résines époxy, des résines hybrides spécifiques, des résines polyesters ou des résines vinylesters (résines Ve, appelées également résines Phenacrylat). Il s’agit de résines synthétiques qui dans les matériaux plastiques thermodurcissables à l’état durci génèrent une plus haute stabilité et résistance chimique et électrique.

 

Qu’est-ce que l’armature ?
Dans le procédé de pultrusion, les profilés FRP sont constitués de l’armature (fibres de verre ou de carbone) et de la matrice (comprenant les résines et, suivant les demandes, également différents additifs).

 

Quels sont les avantages des profilés continus ?

Si la machine pour la pultrusion est installée correctement, il est possible de produire des profilés de la longueur désirée. Il y a donc très peu de limitations en ce qui concerne la forme, les couleurs et la longueur. Le procédé de pultrusion est vraiment économique et durable.

 

Comment la résine arrive-t-elle à travers le mat de fibre ?
La phase d’union de la résine avec la matrice est particulièrement complexe. Il faut utiliser suffisamment de polymère thermodurcissable pour recouvrir complètement les fibres de verre. Si toutefois on utilise trop de résine, la stabilité du profilé est compromise.

 

Dans la production de profilés FRP, on distingue trois procédés :

Procédé de la cuve

Dans ce procédé, les fibres sont tirées avant leur insertion dans la matrice à travers une cuve de résines plastiques :

  • thermodurcissables ou
  • polymères thermoplastiques.

C’est le procédé le plus simple et le plus avantageux, mais il n’est toutefois pas très précis.

 

Procédé pull-through

Dans ce procédé, les fibres sont imprégnées toujours avec résines après chaque passage de la matrice.

  • Le procédé est adapté pour des procédés de tirage des fils en plusieurs phases.
  • Les résines plastiques en excès sont enlevées, recueillies et réutilisées.

Le procédé est en outre très économique.

 

 

Quelle est la fonction de l’agent de démoulage dans le procédé ?
Pour une séparation lisse et nette des profilés FRP de la forme, on ajoute dans la pultrusion un agent de démoulage pour résines acryliques, résines polyesters et résines époxydes. Si les conditions de pultrusion sont optimales, l’ajout est limité au minimum.

Les pièces achevées peuvent être usinées sans phases de travail supplémentaires (comme le nettoyage des profilés). Les caractéristiques chimiques et physiques de la résine ne sont pas influencées.

 

À quoi sert le moule de la pultrusion ?

Le moule offre la précision nécessaire dans la production des profilés FRP. Durant la pultrusion, les fibres de verre et le mat de fibres de verre sont introduits dans le moule. Les fibres imprégnées de résine sont enfin durcies dans le moule sous l’action de la chaleur et de rayons UV puis tirées hors du moule.

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