Leçon 2.4FaçonnerChapitre 2 · Moulage des plastiques et du caoutchouc

Thermoformage

Une feuille chauffée aspirée sur un moule

Le thermoformage chauffe une feuille de plastique plate jusqu'à ce qu'elle ramollisse, puis la tire sur ou dans un moule par le vide ou la pression d'air. Les pots de yaourt, les blisters, les couvercles de plats à emporter et les contre-portes de réfrigérateurs sont faits ainsi. Les moules sont simples et peu chers : il convient aussi bien aux petites séries qu'aux énormes volumes d'emballage.

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

Thermoformage sous vide · 4 étapes en coupeLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous. Les quatre schémas montrent un cycle de thermoformage sous vide, le type le plus courant.

Comment ça marche

Serrer et chauffer. Un cadre serre les bords d'une feuille de plastique. Des radiants (panneaux chauds qui chauffent par rayonnement infrarouge) la réchauffent jusqu'à ce qu'elle devienne molle et caoutchouteuse, mais pas liquide.
Fléchir et monter. La feuille molle fléchit sous son propre poids. Le moule monte vers elle, ou la feuille est descendue sur le moule.
Vide. Une pompe aspire l'air par de petits trous dans le moule. La pression atmosphérique plaque alors la feuille contre la surface du moule. En thermoformage sous pression, de l'air comprimé pousse aussi par le dessus pour un détail plus net.
Refroidir, démouler, détourer. Le plastique refroidit contre le moule en quelques secondes à une minute et devient rigide. La pièce est retirée, et l'excédent de feuille autour est détouré avec un couteau, une presse ou une défonceuse (une fraise en rotation).

Pour les emballages minces, la feuille vient d'une bobine et traverse la machine en continu ; les pièces épaisses comme les baignoires utilisent des plaques épaisses découpées, une à la fois.

Chiffres clés

Matériaux: Feuilles de thermoplastiques : polystyrène, PET, polypropylène, ABS, PVC, acrylique, polycarbonate
Pièces typiques: Pots et barquettes alimentaires, blisters, couvercles, contre-portes de réfrigérateurs, baignoires, panneaux de camions, capots de machines
Taille de pièce: De petits blisters de quelques centimètres à des pièces de plusieurs mètres de long
Précision: Généralement environ ±0,5 mm ou plus large ; seule la face en contact avec le moule est précise
État de surface: Une face copie le moule ; l'autre face est la surface propre de la feuille
Taille de série adaptée: De quelques pièces (prototypes, présentoirs) à des millions d'articles d'emballage
Coût d'outillage et de machine: Moules de quelques centaines de dollars (bois, résine) à des dizaines de milliers (aluminium refroidi à l'eau) ; machines de quelques milliers à plus d'un million de dollars pour des lignes d'emballage
Vitesse: Pièces épaisses : quelques minutes par cycle ; lignes d'emballage : de nombreux cycles par minute, chacun formant des dizaines de pots

Atouts et limites

Atouts

Moules peu chers et rapides à fabriquer
Pièces très grandes possibles
Rapide et peu cher pour les emballages minces
Bien adapté aux petites séries et aux prototypes

Limites

Les parois s'amincissent là où la feuille s'étire le plus, comme dans les coins profonds
Seulement des pièces en forme de coque avec une face ouverte
Le détourage gaspille de la feuille, même si les chutes sont généralement broyées et réutilisées
Pas de nervures, de bossages ni de trous en une seule étape, contrairement au moulage par injection

Où on l'utilise

Emballage alimentairePots de yaourt, barquettes de viande, coques, couvercles de gobelets
Emballage de venteBlisters, présentoirs d'outils et de jouets
ÉlectroménagerContre-portes et caissons intérieurs de réfrigérateurs
TransportPanneaux de camions et de tracteurs, panneaux intérieurs d'avions
Maison et médicalBaignoires, receveurs de douche, plateaux de dispositifs médicaux

Comment le reconnaître

Une fine coque de plastique d'aspect uniforme avec un bord plat (la collerette) là où elle a été détourée.
Une face nette et détaillée, l'autre face des copies adoucies et arrondies de la même forme.
Des parois plus minces, parfois blanchies, dans les coins profonds où la feuille s'est le plus étirée.
De minuscules bosses ou points en surface, venant des trous d'aspiration du moule.

À comparer avec

Moulage par injection2.1remplit une empreinte fermée, avec nervures, trous et épaisseur variable, mais les moules coûtent bien plus cher.Soufflage de corps creux2.3étire aussi du plastique chaud contre un moule, mais gonfle un tube en une forme creuse fermée.Emboutissage et emboutissage profond4.2le cousin pour le métal, qui presse une tôle en forme avec un poinçon et une matrice.

À regarder

Formech · Une courte explication claire par un fabricant de machines

The Invention Laboratory · Gros plans de chaque étape sur une vraie pièce

Factories · Du thermoformage industriel dans une usine

Angel-Thermoforming Machine (Yiyou&Hongyouxing) · Une ligne rapide qui forme et empile des pots à partir d'une bobine

Voir de vraies photos

Wikipédia : Thermoforming — faible et forte épaisseur, vide, pression et aide par poinçon, avec des exemples de moules
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

Chauffer une feuille, la tirer sur un moule par le vide, refroidir, détourer.
Des moules peu chers conviennent aux grandes pièces et aux petites séries ; les lignes d'emballage le rendent rapide.
Attendez-vous à des coins minces, une face précise et un bord détouré.