| Titre : |
Elaboration de surfaces texturées par micro-injection de polymères thermoplastiques : analyse critique des paramètres et de la dynamique du procédé, apport des caractérisations in operando |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Anne-Catherine Brulez, Auteur ; Stéphane Benayoun, Directeur de thèse ; Ecole Centrale de Lyon (Ecully), Organisme de soutenance |
| Année de publication : |
2021 |
| Importance : |
298 p. |
| Présentation : |
ill. |
| Format : |
30 cm |
| Note générale : |
Bibliogr. |
| Langues : |
Multilingue (mul) |
| Catégories : |
Matières plastiques -- Moulage par micro-injection
Simulation par ordinateur
Terpolymère acrylonitrile butadiène styrène
TexturationProcédé de frisure, conférant des boucles au hasard, ou modifiant d'une autre manière un fil de filament continu afin d'augmenter son pouvoir couvrant, sa résilience, sa résistance à l'abrasion, sa chaleur, son pouvoir d'isolation thermique, son pouvoir d'absorption d'humidité, ou pour lui donner une texture de surface différente. Les procédés de texturation peuvent être regroupés en six catégories.
Thèses et écrits académiques
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| Index. décimale : |
668.4 Plastiques, vinyles |
| Résumé : |
La fonctionnalisation des surfaces des pièces plastiques permet de répondre à des cahiers des charges innovants sans utilisation de solvants ou de traitements chimiques. Une large gamme de propriétés est réalisable allant des propriétés optiques à des améliorations techniques concernant la mouillabilité, la gestion des frottements ou l'adhésion. La solution envisagée pour répondre à une production de masse à coût maîtrisé est la réplication par injection plastique d'une empreinte de moule micro-texturée. Cependant, le principal challenge est le changement d'échelle qui existe entre une pièce de dimension dite « macro » (quelques cm3 et plus) et des micro-textures de quelques dizaines de micromètres. Cette méthode de fabrication impose de contrôler la réplication des textures durant l'injection et donc de comprendre et maitriser le comportement de la matière durant sa mise en oeuvre. Afin de répondre à cette problématique, un outillage de visualisation instrumenté, comportant deux empreintes de formes différentes, permettant une analyse in operando des paramètres de mise en oeuvre a été conçu et développé. Une méthodologie de réglage originale a été utilisée et a permis de mettre en évidence qu'à partir d'une valeur seuil de vitesse d'injection, les paramètres température outillage et pression de maintien ont un rôle secondaire dans la réplication de microtextures de 30 um de profondeur. En effet, la viscosité in opérando du polymère amorphe injecté, diminue fortement lors de l'augmentation de la vitesse de cisaillement. La prédiction de remplissage d'une micro-cavité en simulation rhéologique nécessite une analyse poussée des conditions limites du calcul. Une méthodologie d'ingénierie inverse, couplée à l'utilisation des mesures des vitesses d'écoulement effectuées avec le dispositif de visualisation développé, a permis la mise en évidence de l'importance de la détermination du coefficient d'échange thermique, h,. Une bonne corrélation, des hauteurs de remplissage d'une micro-rainure (de 370 um de large et un rapport de forme de 3,6), entre les simulations numériques avec le logiciel Moldflow et les expérimentations, a été obtenue avec une valeur h, = 30 000 W.m-2.1(-1 dans la phase de remplissage, affectée aux mailles de la micro-cavité. |
| Note de contenu : |
- 1. MICRO-INJECTION : ETAT DE L'ART : L'injection des polymères thermoplastiques - La micro-injection - La micro-texturation - Le suivi in situ des paramètres d'injection - Procédés d'injection non-conventionnels - La simulation numérique appliquée à la micro-texturation
- 2. MATERIAUX ET CARACTERISATIONS : Polymère : ABS - L'outillage d'injection - Texturation des inserts - Les presses à injecter - Mesures d'angle de contact - Caractérisations topographiques - Simulation numérique
- 3. CONCEPTION DE L'OUTILLAGE D'INJECTION ET METHODOLOGIE EXPERIMENTALE : Conception de l'outillage d'injection et méthodologie expérimentale : Conception de l'outillage d'injection avec dispositif de visualisation in situ
- 4. ETUDE DES PARAMETRES D'INJECTION PAR LA MISE EN PLACE D'UNE METHODOLOGIE DE REGLAGE : Introduction - Expérimental - Résults and discussion - Conclusion - Fonctionnalisation des surfaces texturées
- 5. ETUDE DE LA DYNAMIQUE DE REMPLISSAGE DE MICRORAINURE : VISUALISATION ET SIMULATION : Introduction - Experimental - Results and discussion - Conclusion - Essais complémentaires de simulation numérique
- ANNEXE 1 : Synthèse bibliographique : Micro-texturation et micro-injection de thermoplastiques
- ANNEXE 2 : Article : Influence of the polypropylene structure on the replication of nanostructures by injection molding
- ANNEXE 3 : Article : Wetting of polymer melts on coated and uncoated steel surfaces
- ANNEXE 4 : Article : Factors influencing micro-injection molding replication
- ANNEXE 5 : Article : Ultrafast laser spatial beam shaping based on Zernike polynomials for surface processing |
| Thèse : |
Thèse. Spécialité matériaux : Ecole Centrale de Lyon : 2021 |
| Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=36096 |
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Elaboration de surfaces texturées par micro-injection de polymères thermoplastiques : analyse critique des paramètres et de la dynamique du procédé, apport des caractérisations in operando / 2021
