Les différents procédés de fabrication de l’acrylique en feuille

L’acrylique extrudé

L’extrusion est une méthode de fabrication continue. Durant le procédé, les pastilles de résine sont compressées dans un extrudeur qui les chauffe jusqu’à la formation d’une masse fondue. Celle-ci est ensuite forcée au travers d’une matrice (die). La feuille alors molle est dirigée vers les rouleaux de la calandre. L’espace entre les rouleaux détermine l’épaisseur de la feuille et dans certains cas, son fini. La bande continue est ensuite coupée à sa taille finale.

Dans la fabrication de résine d’acrylique, il n’y a pas de transformation à 100% du monomère au polymère. Le monomère est une forme de composé non polymérisée, dans ce cas du méthyle de méthacrylate, qui est le principal composé du polymère. Le polymère est une molécule chimique formée par l’addition successive d’unités de monomère afin de former une molécule en densité moléculaire élevée. Dans le cas des acryliques, cette molécule de polymère est formée d’une chaîne de 100-1000 unités (monomère) en longueur.

Le résultat du procédé d’extrusion démontre une tolérance d’épaisseur plus serrée que le cast (coulée). Grâce au volume auquel l’extrudé est produit, il est plus économique. Il est disponible en plusieurs couleurs, finis et dimensions. L’extrudé est enclin à se contracter dans la direction des bords de la feuille et s’étendre perpendiculairement à l’extrusion et, ceci est important pour le thermoformage. Il peut aussi “gommer” lors de la coupe en raison de sa basse densité moléculaire. Il absorbe plus rapidement les solvants que le cast, ce qui peut entraîner un collage incomplet.

L’acrylique cast (coulée) continu

Le cast continu comme l’acrylique extrudé, est aussi produit en série. Le procédé est de couler un acrylique partiellement polymérisé au milieu de 2 courroies en acier inoxydable. Les courroies sont séparées par un espace égal, ce qui constitue l’épaisseur de la feuille. Un joint d’étanchéité est appliqué aux pourtours des ceintures d’acier. Les courroies se déplacent entre une série d’unités de refroidissement et de réchauffement pour terminer le processus de polymérisation. La feuille est ensuite coupée.

L’utilisation d’un matériel partiellement polymérisé est un avantage. Une partie de la chaleur causée par la polymérisation, chaleur qui est obtenue lors de la conversion du monomère liquide à une résine solide, est retenue avant que le «sirop» ne soit placé sur les courroies.

L’acrylique cell cast (coulée)

Le cell cast peut être fabriqué d’une des trois méthodes suivantes:

La première étant la technique bain d’eau. Le «sirop» d’acrylique est coulé dans un moule construit de deux feuilles de verre trempé séparées afin de produire l’épaisseur de la feuille désirée. Le moule est ensuite submergé dans un bain qui maintient/contrôle la température du séchage et disperse la chaleur générée durant la transformation du monomère en polymère.

NOTE: Le monomère n’est pas utilisé dans le cell cast. La viscosité du pré-polymère doit être élevée pour éviter les fuites du moule.

La deuxième méthode est de placer le moule contenant le «sirop» dans un four à circulation d’air, dans lequel l’air à une température contrôlée passe à une vitesse modérément élevée au-dessus du moule.

La troisième méthode est une amélioration sur le bain d’eau. Cela implique l’utilisation d’équipement sensiblement similaire à une presse à filtre. Les sections qui servent de moule pour la feuille sont configurées alternativement avec les sections entre lesquelles l’eau circule à une température régularisée, afin de promouvoir la polymérisation et la cuisson de la feuille.

Le cell cast devrait être assujetti à une post-cuisson ou un trempage. Les feuilles sorties du four, du bain ou de l’appareil à coulée, auront habituellement une haute quantité résiduelle de monomères. La polymérisation n’est alors pas complétée. La post-cuisson réduit le degré résiduel de monomère et ainsi assure la non formation de bulles dans les feuilles lors du thermoformage.

Lors de l’utilisation de «sirop» pour la fabrication de cell cast, un changement en densité des ingrédients survient et on note alors un rétrécissement de 20%. Dans la fabrication du cell cast, le rétrécissement affecte généralement l’épaisseur. La surface du moule (verre trempé) empêche la feuille de rétrécir en longueur et en largeur. Lors du thermoformage, le fait que la feuille soit chauffée jusqu’à ce qu’elle ramollisse aide à la feuille à relaxer ou rétrécir.

Faire son choix

Le cell cast est le meilleur choix pour la fabrication, car il offre une précision optimale et une plus grande dureté aidant ainsi à la coupe sans éclats. Il est offert en plusieurs couleurs, finis et épaisseurs. Cependant, à cause de sa variation en épaisseur, le thermoformage est plus difficile car les appareils de thermoformage demandent une épaisseur uniforme.

Le cast continu offre une bonne précision, des épaisseurs plus uniformes et un rétrécissement limité durant le thermoformage. Il n’est cependant pas aussi dur que le cell cast. Celui-ci est alors plus enclin aux égratignures et à être moins net à la coupe.

L’extrudé est le plus uniforme et habituellement le plus économique. Il offre une quantité de couleurs, finis et épaisseurs toujours grandissante.

Source: Plastic distributor and fabricator magazine, Nov-Déc 2000

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