Initialement destinées principalement à l'extrusion, les nouvelles options pour les composites bois-plastique ont été optimisées pour ouvrir les portes aux applications de moulage par injection.
Pour le moulage de WPC, la pastille idéale doit avoir à peu près la taille d'un petit BB et être arrondie pour obtenir un rapport surface/volume optimal.
Luke's Toy Factory, à Danbury, dans le Connecticut, recherchait un matériau biocomposite pour ses camions et trains jouets.L'entreprise souhaitait quelque chose avec un aspect et une sensation de bois naturel qui pourrait également être moulé par injection pour fabriquer les pièces du véhicule.Ils avaient besoin d’un matériau pouvant être coloré pour éviter le problème de l’écaillage de la peinture.Ils voulaient également un matériau qui serait durable même s’il était laissé à l’extérieur.Le WC Terratek de Green Dot répond à toutes ces exigences.Il combine du bois et du plastique recyclé dans une petite pastille bien adaptée au moulage par injection.
Alors que les composites bois-plastique (WPC) ont fait leur apparition dans les années 1990 sous forme de matériaux principalement extrudés pour fabriquer des planches destinées aux terrasses et aux clôtures, l'optimisation de ces matériaux pour le moulage par injection a depuis lors grandement diversifié leurs applications potentielles en tant que matériaux durables.Le respect de l’environnement est une caractéristique intéressante des WPC.Ils ont une empreinte carbone nettement inférieure à celle des matériaux purement pétroliers et peuvent être formulés à partir de fibres de bois exclusivement récupérées.
Une gamme plus large d'options de matériaux pour les formulations WPC ouvre de nouvelles opportunités aux mouleurs.Les matières premières plastiques recyclées et biodégradables peuvent encore améliorer la durabilité de ces matériaux.Il existe un nombre croissant d'options esthétiques, qui peuvent être manipulées en faisant varier les essences de bois et la taille des particules de bois dans le composite.En bref, l'optimisation du moulage par injection et la liste croissante d'options disponibles pour les formulateurs font que les WPC sont un matériau beaucoup plus polyvalent qu'on ne le pensait autrefois.
CE QUE LE MOULEUR DEVRAIT ATTENDRE DES FOURNISSEURS Un nombre croissant de formulateurs proposent désormais des WPC sous forme de granulés.Les mouleurs par injection doivent faire preuve de discernement lorsqu'il s'agit des attentes des formulateurs dans deux domaines en particulier : la taille des granulés et la teneur en humidité.
Contrairement à l'extrusion de WPC pour terrasses et clôtures, une taille de granulés uniforme pour une fusion uniforme est cruciale lors du moulage.Étant donné que les extrudeurs n’ont pas à se soucier du remplissage de leur WPC dans un moule, le besoin d’une taille de granulés uniforme n’est pas aussi grand.Par conséquent, il est important de vérifier qu'un formulateur a à l'esprit les besoins des mouleurs par injection et qu'il ne se concentre pas trop sur les utilisations les plus anciennes et initialement les plus répandues des WPC.
Lorsque les pellets sont trop gros, ils ont tendance à fondre de manière inégale, à créer une friction supplémentaire et à donner un produit final structurellement inférieur.La pastille idéale doit avoir à peu près la taille d’un petit BB et être arrondie pour obtenir un rapport surface/volume idéal.Ces dimensions facilitent le séchage et contribuent à assurer un déroulement fluide tout au long du processus de production.Les mouleurs par injection travaillant avec des WPC doivent s'attendre à la même forme et à la même uniformité qu'ils associent aux granulés de plastique traditionnels.
La sécheresse est également une qualité importante à attendre des granulés WPC d'un préparateur.Les niveaux d'humidité dans les WPC augmenteront avec la quantité de charge de bois dans le composite.Bien que l'extrusion et le moulage par injection nécessitent une faible teneur en humidité pour de meilleurs résultats, les niveaux d'humidité recommandés sont légèrement inférieurs pour le moulage par injection que pour l'extrusion.Encore une fois, il est important de vérifier qu'un formulateur a pris en compte les mouleurs par injection lors de la fabrication.Pour le moulage par injection, les niveaux d'humidité doivent être inférieurs à 1 % pour des résultats optimaux.
Lorsque les fournisseurs prennent l'initiative de livrer un produit contenant déjà des niveaux d'humidité acceptables, les mouleurs par injection passent moins de temps à sécher eux-mêmes les granulés, ce qui peut conduire à des économies substantielles de temps et d'argent.Les mouleurs par injection devraient envisager d'acheter des granulés WPC expédiés par le fabricant avec des niveaux d'humidité déjà inférieurs à 1 %.
CONSIDÉRATIONS SUR LA FORMULE ET L'OUTILAGE Le rapport bois/plastique dans la formule d'un WPC aura un certain effet sur son comportement au cours du processus de production.Le pourcentage de bois présent dans le composite aura par exemple un effet sur l’indice de fluidité (MFI).En règle générale, plus le bois est ajouté au composite, plus le MFI est bas.
Le pourcentage de bois aura également une incidence sur la résistance et la rigidité du produit.De manière générale, plus on ajoute de bois, plus le produit devient rigide.Le bois peut représenter jusqu'à 70 % du composite bois-plastique total, mais la rigidité qui en résulte se fait au détriment de la ductilité du produit final, au point qu'il risque même de devenir cassant.
Des concentrations plus élevées de bois raccourcissent également les temps de cycle des machines en ajoutant un élément de stabilité dimensionnelle au composite bois-plastique lors de son refroidissement dans le moule.Ce renfort structurel permet de démouler le plastique à une température plus élevée là où les plastiques conventionnels sont encore trop mous pour être démoulés.
Si le produit est fabriqué à l'aide d'outils existants, la taille de la porte et la forme générale du moule doivent être prises en compte dans la discussion sur la taille optimale des particules de bois.Une particule plus petite conviendra probablement mieux aux outils dotés de petites portes et d’extensions étroites.Si d’autres facteurs ont déjà conduit les concepteurs à opter pour une taille de particule de bois plus grande, il peut alors être avantageux de reconcevoir l’outillage existant en conséquence.Mais, étant donné les options existantes pour différentes tailles de particules, ce résultat devrait être totalement évitable.
TRAITEMENT des WPC Les spécificités du traitement ont également tendance à fluctuer considérablement en fonction de la formulation finale des granulés de WPC.Bien qu'une grande partie de la transformation reste similaire à celle des plastiques traditionnels, des ratios bois/plastique spécifiques et d'autres additifs destinés à obtenir l'apparence, la sensation ou les caractéristiques de performance souhaitées peuvent devoir être pris en compte lors de la transformation.
Les WPC sont également compatibles avec les agents moussants par exemple.L'ajout de ces agents moussants peut créer un matériau semblable au balsa.Il s'agit d'une propriété utile lorsque le produit fini doit être particulièrement léger ou flottant.Cependant, pour les besoins du mouleur par injection, il s'agit là d'un autre exemple de la façon dont la composition diversifiée des composites bois-plastique peut conduire à ce qu'il y ait plus de choses à considérer que lorsque ces matériaux sont arrivés pour la première fois sur le marché.
Les températures de traitement sont un domaine dans lequel les WPC diffèrent considérablement des plastiques conventionnels.Les WPC sont généralement traités à des températures inférieures d'environ 50 °F à celles du même matériau non chargé.La plupart des additifs pour bois commenceront à brûler à environ 400 F.
Le cisaillement est l’un des problèmes les plus courants lors du traitement des WPC.Lorsque vous poussez un matériau trop chaud à travers une porte trop petite, la friction accrue a tendance à brûler le bois et entraîne des stries révélatrices et peut finalement dégrader le plastique.Ce problème peut être évité en faisant fonctionner les WPC à une température plus basse, en garantissant que la taille de la porte est adéquate et en supprimant tous les virages ou angles droits inutiles le long du chemin de traitement.
Les températures de traitement relativement basses signifient que les fabricants ont rarement besoin d'atteindre des températures plus élevées que pour un polypropylène traditionnel.Cela minimise la tâche difficile consistant à éliminer la chaleur du processus de fabrication.Il n'est pas nécessaire d'ajouter un équipement de refroidissement mécanique, des moules spécialement conçus pour réduire la chaleur ou d'autres mesures extraordinaires.Cela signifie des temps de cycle encore plus réduits pour les fabricants, en plus de temps de cycle déjà plus rapides dus à la présence de charges organiques.
PAS SEULEMENT POUR LES TERRASSES Les WPC ne sont plus uniquement destinés aux terrasses.Ils sont optimisés pour le moulage par injection, ce qui les ouvre à une vaste gamme de nouvelles applications de produits, du mobilier de jardin aux jouets pour animaux de compagnie.La large gamme de formulations désormais disponibles peut améliorer les avantages de ces matériaux en termes de durabilité, de diversité esthétique et de caractéristiques telles que la flottabilité ou la rigidité.La demande pour ces matériaux ne fera qu’augmenter à mesure que ces avantages seront mieux connus.
Pour les mouleurs par injection, cela signifie qu'un certain nombre de variables spécifiques à chaque formulation doivent être prises en compte.Mais cela signifie également que les mouleurs doivent s'attendre à un produit mieux adapté au moulage par injection qu'une matière première destinée principalement à être extrudée en carton.À mesure que ces matériaux continuent de se développer, les mouleurs par injection devraient élever leurs normes en ce qui concerne les caractéristiques qu'ils s'attendent à voir dans les matériaux composites livrés par leurs fournisseurs.
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Heure de publication : 06 août 2019