K-Profile est toujours prêt à relever des défis particuliers pour servir les clients. Pour un projet complexe, l’entreprise a réussi à trouver une solution pour développer un profilé extrudé de protection thermique outrepassant les limites typiques dues au matériau.
Les matières plastiques font de loin partie des matériaux les plus polyvalents, avec des possibilités applications très diverses dans la production industrielle. Parallèlement, la transformation en fonction de l’utilisation pose souvent un défi en raison des différentes propriétés du plastique, et de la manière dont elles se combinent. Cela concerne particulièrement la relation entre la souplesse, la résistance mécanique, la réalisation de la forme et la production. Trouver un optimum entre les différentes contraintes, c’est la tâche à laquelle se consacre la société K-Profile SA de Bischofszell en Suisse depuis 30 ans. Le développement d’un profilé de protection thermique pour des températures d’utilisation extrêmes a fourni une preuve exemplaire de la capacité de K-Profile, spécialiste des profilés en plastique, à toujours dépasser les limites grâce à des nouveaux matériaux high-tech.
A la demande d’un fabricant de machines du domaine de la fabrication de colles thermofusibles, il fallait trouver une solution pour la fabriquer un profilé de protection thermique qui combine différentes propriétés, tandis que ce n’était pas possible avec le procédé d’extrusion et les matières plastiques conventionnelles. Un point particulièrement important était la faible épaisseur souhaitée du profilé. Parallèlement, l’utilisation prévue impliquait une résistance extrême à la chaleur, avec des températures d’utilisation allant jusqu’à 270°C, ainsi qu’une classification comme difficilement inflammable dans la plage V-0, conformément à la directive UL94.
Rien que la spécification de la température d’utilisation excluait les matières plastiques standard courantes, qui ne conviennent que pour des températures allant jusqu’à 100°C. Même les thermoplastiques techniques se classent entre 100 et 140°C pour ce qui est de la résistance à la chaleur, ce qui est nettement inférieur aux 270°C requis par le client. Les thermoplastiques connus, qui conviennent à de telles températures, posent en revanche des limites à la transformation par extrusion, et sont de préférence transformés avec le procédé de moulage par injection. Le client ne considérait pas comme faisable la fabrication de profilés par extrusion au début du projet.
Après plus de deux mois de travail intensif, impliquant une étroite coordination entre K-Profile, les fournisseurs de matières plastiques et le donneur d’ordre, l’accent a été mis sur la transformation d’un matériau high-tech combinant des sulfures de polyphénylène (PPS) et de la fibre de verre (FV). Des essais ont été réalisés avec trois combinaisons différentes de PPS de différentes qualités et différentes teneurs en fibres de verre. Au final, trois variantes se sont avérées diversement adaptées au projet :
- Le matériau F était composé de PPS et de 15 % de fibres de verre. Bien que la résistance à la chaleur soit celle souhaitée, cette formulation s’est avérée inadaptée, car le procédé de production n’était pas optimal.
- Le matériau R utilise le même ratio entre les matériaux, mais il est travaillé avec des adjuvants différents. Le résultat est un matériau qu’il est possible de transformer de manière appropriée, mais qui est beaucoup plus coûteux en raison du choix des matières premières.
- Le matériau D, composé de PPS et de 40 % de fibres de verre, répondait également aux exigences en matière de résistance et de traitement.
Il a parallèlement été possible d’optimiser la technique de fabrication de K-Profile jusqu’au point où il était possible de fabriquer un profilé à parois très fines avec le procédé d’extrusion.
Alors que la température de déformation thermique (HDT, Heat deflection temperature) a pu atteindre 270°C ! La résistance à la déformation thermique est un indicateur de la résistance des matières plastiques à la température. En raison de leur comportement viscoélastique, il n’existe pas à proprement dit température d’utilisation supérieure définie avec précision pour les matières plastiques. On utilise à la place une limite d’utilisation pour une charge définie. On appelle cette température la « température de fléchissement sous charge » (HDT & DTUL en anglais). Les deux charges les plus courantes sont 0,46 MPa (66 psi) et 1,8 MPa (264 psi). Le test ASTM le plus courant est l’ASTM D 648, le test ISO correspondant est l’ISO 75-1,2
« Le matériau nouvellement développé offre des possibilités impressionnantes pour l’utilisation de profilés en plastique », déclare Reinhard Lechthaler, CEO de K-Profile SA. « Partout où il y a des températures extrêmes, que ce soit dans l’aéronautique ou l’aérospatiale, dans l’industrie automobile, ou dans d’autres secteurs innovants, cela ouvre les portes à l’utilisation de profilés en plastique. Et en plus, les clients vont apprécier que nous soyons en mesure de produire des produits avec des caractéristiques élevées aussi bien pour une petite série de 500 mètres que pour des volumes excédant plusieurs fois 100 000 m, comme pour tous les profilés que nous fabriquons. »
