Leçon 2.7FaçonnerChapitre 2 · Moulage des plastiques et du caoutchouc

Calandrage

Mélange écrasé en feuille entre des cylindres

Le calandrage écrase un mélange chaud de plastique ou de caoutchouc, de la consistance d'une pâte, entre une série de cylindres chauffés et polis, pour l'aplatir en une feuille ou un film continu d'épaisseur très régulière. Les sols en vinyle, les rideaux de douche en PVC, le simili cuir et les couches de caoutchouc à l'intérieur des pneus sont faits ainsi. C'est comme une machine à pâtes, mais énorme, chauffée et en marche continue.

Photo : Cjp24, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Ligne de calandre à quatre cylindres · vue de côté, 5 étapesLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous. La feuille part du haut à gauche, descend à travers les cylindres, puis va vers la droite.

Comment ça marche

Alimenter. Un mélangeur ou une extrudeuse fournit un mélange chaud et mou (plastique ou caoutchouc mélangé à des additifs). Il forme un bourrelet qui roule, appelé réserve, au-dessus du premier interstice entre deux cylindres.
Écraser. Les cylindres chauffés tournent en sens inverse et entraînent le mélange à travers les interstices étroits entre eux, appelés pincements. Chaque pincement est un peu plus serré, donc la feuille devient plus mince et plus régulière.
Détacher et gaufrer. Un cylindre d'extraction décolle la feuille du dernier cylindre. Des cylindres de gaufrage à motif peuvent y imprimer une texture, comme un grain de cuir.
Refroidir. Des cylindres de refroidissement à eau fixent la feuille pour qu'elle garde son épaisseur et son motif.
Bobiner. La feuille finie est rognée sur les bords et enroulée sur de grandes bobines, ou découpée en panneaux.

La même machine peut aussi presser le mélange sur un tissu ou un câble d'acier pour l'enduire, c'est ainsi qu'on applique le caoutchouc sur les câbles de pneus et qu'on fabrique les tissus enduits.

Chiffres clés

Matériaux: Surtout du PVC (rigide et souple), aussi de l'ABS et certaines polyoléfines ; caoutchoucs naturels et synthétiques
Pièces typiques: Sols, revêtements muraux, rideaux de douche, supports de cartes bancaires, simili cuir, membranes de toiture, feuilles de caoutchouc et nappes de pneus
Taille de pièce: Feuille continue typiquement de 1–3 m de large ; épaisseur d'environ 0,05 mm à quelques millimètres
Précision: Épaisseur très régulière, typiquement à quelques centièmes de millimètre près sur un film mince
État de surface: Lisse comme un miroir, mate ou gaufrée, selon les derniers cylindres
Taille de série adaptée: Uniquement de gros volumes : de longues séries de feuille qui se comptent en tonnes
Coût d'outillage et de machine: Très élevé : une ligne de calandrage complète coûte typiquement des millions de dollars ; les cylindres de gaufrage ajoutent des dizaines de milliers
Vitesse: Typiquement des dizaines de mètres par minute, souvent plus de 100 m/min pour un film mince

Atouts et limites

Atouts

Épaisseur extrêmement régulière et larges feuilles
Traite en douceur le PVC sensible à la chaleur et les mélanges chargés
Textures gaufrées et revêtements dans la même passe
Très forte cadence

Limites

Lignes énormes et coûteuses qui ne sont rentables qu'à fort volume
Uniquement de la feuille et du film plats, pas de pièces façonnées
Changer de matière ou de couleur prend du temps et génère des rebuts
Une feuille épaisse et précise est difficile : les cylindres fléchissent légèrement sous la charge

Où on l'utilise

BâtimentSols en vinyle, revêtements muraux, membranes de toiture et de bassins
AutomobileNappes et gommes intérieures de pneus, peaux de tableau de bord, sièges en simili cuir
EmballageFilm de PVC rigide pour les blisters
Biens de consommationRideaux de douche, nappes, sacs, supports de cartes bancaires
IndustrieFeuilles de caoutchouc, revêtements de bandes transporteuses, tissus enduits

Comment le reconnaître

Une feuille ou un film large et plat d'épaisseur parfaitement régulière, souvent vendu en grandes bobines.
Une texture gaufrée qui se répète à intervalle régulier (un tour de cylindre), comme un grain de cuir.
Du vinyle souple à face légèrement brillante ou imprimée et à dos en tissu.
Des bords rognés et droits sur toute la longueur de la bobine.

À comparer avec

Extrusion3.3fait aussi de la feuille et du film continus, en poussant la matière fondue dans une filière plate ; lignes moins chères, moins régulières sur les larges feuilles de PVC.Laminage3.2la version pour les métaux, qui écrase des brames de métal chaudes ou froides entre des cylindres.Thermoformage2.4souvent l'étape suivante, qui façonne la feuille calandrée en barquettes et blisters.

À regarder

MIT Thin-film · La physique de l'écrasement d'une matière entre des cylindres, avec des schémas

D&M Plastic Machinery · Une ligne de calandrage de feuille de PVC en marche

Zebung Rubber Hose · Une feuille de caoutchouc qui sort d'une calandre dans une usine

Voir de vraies photos

Wikipédia : Calandre — la machine, les types de cylindres et les usages ; surtout du texte
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

Un mélange chaud est écrasé par une série de cylindres chauffés pour former une feuille régulière.
Elle fabrique à grande vitesse du film de PVC large, des sols, du simili cuir et des feuilles de caoutchouc.
Les lignes sont chères, donc le calandrage ne s'adresse qu'aux très gros volumes.