Télécharger Info CARMA n°8

N°8 – Mars 1999
INFO
CARMA
La lettre du Centre d’Animation Régional en Matériaux Avancés – Provence Alpes Côte d’Azur
Dans ce numéro d’INFO-CARMA :
L’Editorial
Dans quelques jours, la Commission Européenne aura
adopté l’ensemble des programmes du 5ième PCRD.
Plusieurs milliards d’Ecus sont mis à disposition de
quelques milliers de projets attendus. Les objectifs
d’incitation aux programmes de recherche sont
ambitieux :
- l’excellence scientifique et technique ;
- l’amélioration de la compétitivité de l’industrie
européenne ;
- le soutien aux politiques de l’union et la plus value
européenne, mais aussi :
- le maintien et la création d’emplois ;
- le développement durable ;
- la qualité de la vie.
Cet appel peut sembler accorder aux matériaux une part
plus faible qu’en accordaient les précédents. C’est du
moins l’impression que peut donner une simple lecture
des thèmes spécifiés. En réalité, il n’en est rien. Les
matériaux constituent un domaine transverse dont le
développement est nécessaire quel que soit le domaine
concerné (médical, électronique et microélectronique,
transport, spatial, etc.). Et il n’est pas rare que le
développement d’un projet inclut celui des matériaux.
Dans le cadre de cet appel, les objectifs sociétaux sont
clairement définis, et un projet retenu doit d’abord
s’inscrire dans un projet global. Enfin, n’oublions pas
qu’une des clés de la réussite d’un projet est
l’implication des PMI en son sein.
Les petites entreprises sont souvent porteuses d’idées,
mais ne réussissent que rarement à consacrer l’énergie et
le temps nécessaires au labyrinthe à traverser pour
monter ces dossiers.
A l’occasion de l’appel d’offre du 5ième PCRD, le CARMA
met à disposition des petites entreprises régionales un
soutien au montage de ces projets relatifs aux matériaux,
n’hésitez pas à nous contacter pour nous demander notre
aide.
Jean-Claude GIANNOTTA
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Vos rendez-vous matériaux
L’agenda des conférences à ne pas manquer
Le plomb : quel avenir ?
Fiche technique : le soudage des matières
plastiques
ème
Des informations sur le 5
PCRD
EN BREF ……
Ü LE CARMA CHANGE D’ADRESSE
!
Le CARMA occupera dès le 29 mars 1999 de nouveaux et plus
vastes locaux, toujours à Sophia Antipolis. En attendant
l’inauguration, voici nos nouvelles coordonnées (plan d’accès cijoint) :
Centre d’Animation Régional en Matériaux Avancés
AREP CENTER
1, Traverse des Brucs
06560 VALBONNE
Téléphone accueil : 04 93 00 43 80
Télécopie : 04 92 38 98 98
Ü
CONFERENCE A SOPHIA :
MATERIAUX NOUVEAUX
& BATIMENT
Le CARMA vous invite à participer à une rencontre sur ce thème,
le 19 mai 1999 à Sophia Antipolis pour laquelle vous trouverez cijoint un carton d’invitation.
Renvoyez-nous le bulletin d’inscription ou contactez-nous pour
toute précision.
Ü PROCHAINE REUNION
DU CLUB MATERIAUX
La société MULLER, spécialisée dans la conception et la
fabrication de câbles techniques, accueillera la prochaine réunion
dans ses locaux à Grimaud (83) le 27 avril prochain à 16 heures
30. Au programme : visite, discussion sur les actions du Club,
présentation sur les élastomères. Le bulletin d’inscription ci-joint
est à nous renvoyer par fax avant le 19 avril.
VOS CONTACTS CARMA
Jean-Claude GIANNOTTA
Directeur
Tél. : 04 93 00 43 81
Fax : 04 92 38 98 98
[email protected]
Catherine ALES
Marketing & Communication
Tél. : 04 93 00 43 82
Fax : 04 92 38 98 98
[email protected]
Florent JEGO
Ingénieur Projets R&D
Tél. : 04 93 00 43 83
Fax : 04 92 38 98 98
[email protected]
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Isabelle PENOT
Ingénieur en Biotechnologies
Tél. : 04 93 00 43 84
Fax : 04 92 38 98 98
[email protected]
Mustapha KHADHRAOUI
Ingénieur Projets R&D
Tél : 04 91 05 47 26
Fax : 04 91 05 46 17
[email protected]
Ü FICHE TECHNIQUE
Le soudage par ultrasons des matières plastiques
De l’emballage alimentaire aux jouets, l’industrie de la transformation des matières plastiques utilise de
nombreuses méthodes d’assemblage. Le soudage est très communément utilisé notamment pour les pièces
thermoplastiques nécessitant un assemblage permanent. Adapté aux formes complexes ainsi qu’aux grandes
séries, le soudage s’avère économique et facile à mettre en œuvre. Néanmoins, il nécessite d’être pensé dès la
conception pour satisfaire aux exigences de la pièce finie. Le CARMA s’est intéressé à ces différentes techniques,
un rapport rédigé par T.Credot et F. Zariatti, étudiants de l’ISITV, sera prochainement disponible sur ce sujet.
Quand choisir le soudage ?
Tous les thermoplastiques sont susceptibles d’être soudés. Cependant,
tous ces matériaux n’offrent pas la même soudabilité. La structure
morphologique (homo ou copolymère, alliages, mélanges), la nature et
la quantité des charges, des renforts, des plastifiants, les colorants et
autres additifs sont autant de paramètres qui conditionnent la
soudabilité. De même, les caractéristiques d’écoulement de la masse
fondue (plus ou moins fluide ou visqueuse) doivent également être
prises en compte lors du choix des conditions de soudage.
De manière générale, le choix d’une méthode dépendra de nombreux
facteurs :
• nature de la matière plastique à assembler et caractéristiques
spécifiques de celle-ci (point de ramollissement, densité, capacité
thermique massique, coefficient de frottement, …) ;
• forme, complexité et dimensions des pièces ;
• géométrie et jeux admissibles au plan de joint ;
• solidité de l’assemblage et étanchéité recherchée.
Les critères fonctionnels, esthétiques et économiques (coûts, délais)
sont bien sûr à prendre en compte quel que soit le choix technique.
Bien qu’il soit difficile de généraliser, on peut dire que certaines
techniques de soudage sont plus communément utilisées en fonction
du types de pièces. Ainsi, à titre d’illustration :
• l’assemblage de films se fait par air chaud, impulsion de chaleur
ou haute fréquence ;
• les pièces de petites tailles : par ultrasons ou friction (angulaire ou
rotation pour les pièces de révolution) ;
• les pièces de moyennes dimensions : par friction vibratoire ou
élément chauffant au miroir ;
• l’assemblage des pièces importantes par soudage au miroir,
chalumeau ou extrusion pour la fabrication à façon.
Qu’est-ce que le soudage ultrasonore ?
De manière générale, le soudage consiste par différents moyens (gaz,
électricité, friction, vibration, etc) à porter chacune des pièces à
assembler jusqu’à un ramollissement en profondeur suffisant pour
permettre l’interpénétration réciproque facilités par l’application d’une
pression et / ou d’un mouvement relatif des pièces à assembler.
La technique la plus couramment employée dans le secteur de la
plasturgie est le soudage par ultrasons. Le principe repose sur la
génération d’énergie calorifique provoquée par un train d’ondes
acoustiques qui se renverse à l’endroit du changement de milieu. Un
générateur électronique transmet d’abord une énergie électrique qui se
transforme en énergie mécanique vibratoire par l’intermédiaire d’un
concentrateur d’ondes appelé sonotrode (en alliage d’aluminium ou en
titane), puis en énergie calorifique au niveau de la jonction. La
fréquence de vibration de la sonotrode est de l’ordre de 20 kHz, c’est à
dire au delà de la fréquence limite de perception de l’oreille humaine
(généralement une fréquence de 20 kHz ou 36 kHz est utilisée avec
une amplitude de 0,05 à 0,2 mm). Après refroidissement, il en résulte
un soudage homogène et solide entre les deux pièces.
Ce procédé permet en particulier de limiter exactement le
ramollissement à la zone à assembler et de souder des pièces
massives mais il nécessite d’utiliser pratiquement un type de sonotrode
par type de pièce à assembler (géométrie).
On rencontre deux types de soudage :
Soudage proche : la sonotrode est appliquée très près du joint
d’assemblage. Cette technique est privilégiée pour souder des
matériaux mauvais conducteurs d’ondes ultrasoniques. C’est le cas
des plastiques ayant un faible module de rigidité qui transmettent mal
les vibrations et amortissent l’amplitude du mouvement à faible
distance du point d’émission (nylons, polypropylène, acétates). La
sonotrode doit épouser à peu près exactement le contour des joints à
souder.
Soudage lointain : la sonotrode n’est pas appliquée dans le voisinage
immédiat du point de soudure. Le succès de cette technique dépend
essentiellement de l’aptitude des matériaux à propager les vibrations.
D’excellents résultats sont obtenus avec du polystyrène standard, des
polycarbonates, de l’ABS, du SAN, qui sont des matériaux rigides (à
module d’élasticité élevé).
sonotrode
Soudage proche
Soudage lointain
Lorsque les deux pièces à souder sont de volumes différents, la
sonotrode doit être appliquée sur la pièce la plus légère. De même
lorsque l’on cherche à souder des pièces de matériaux différents, il est
nécessaire, sous réserve que les deux matériaux soient soudables :
• que le joint mâle soit porté par le matériau le plus dur ;
• que la sonotrode appuie sur la pièce la plus dure.
Afin que le thermoplastique puisse être convenablement soudé par
ultrasons, il est nécessaire de maîtriser différents paramètres dont
l’amplitude, le temps et la pression..
Par ailleurs, différents éléments peuvent rendre difficile voire
impossible la soudure :
• la présence d’agents démoulants de toutes natures ;
• la présence de butadiène (polystyrène choc, ABS choc, etc) ou un
excès en oxyde de titane diminuant la rigidité des matériaux qui
deviennent alors absorbants ;
• un joint de soudage mal placé ;
• la présence d’un gros insert métallique capable d’absorber
l’énergie de la sonotrode ;
• l’humidité dans des polyamides injectés depuis plus de 24
heures ;
• un effet de peau et d’oxydation souvent observé sur les
polyamides après étuvage.
Ces paramètres doivent être pris en compte dès la conception de la
pièce. Alors, le soudage par ultrasons remplace avantageusement les
méthodes classiques de collage par solvants ou adhésifs . Cette
technique rapide (quelques secondes) génère peu ou pas de rebuts et
se prête bien à l’automatisation, permettant des cadences élevées.
___2___
5ème PCRD : 1999 – 2002
Cinquième programme-cadre de la communauté européenne pour des
actions communautaires de recherche, de développement
technologique et de démonstration
Le 5ième PCRD est organisé en quatre actions spécifiques.
1.
Qualité de la vie et gestion des ressources du vivant
a. Actions clés
Santé, alimentation et facteurs environnementaux
Maîtrise des maladies infectieuses
L’usine cellulaire
Gestion durable de l’agriculture, de la pêche et de la
sylviculture, y compris le développement intégré des zones
rurales
Vieillissement de la population
b. Activités de recherche et de développement technologique
à caractère générique
c. Soutien aux infrastructures de recherche
2.
Société de l’information conviviale
a. Actions clés
Systèmes et services pour le citoyen
Nouvelles méthodes de travail et commerce électronique
Contenu et outils multimédia
Technologies et infrastructures essentielles
b. Activités de RDT à caractère générique, technologies
futures et émergentes
c. Soutien aux infrastructures de recherche
3. Croissance compétitive et durable
a.
Actions clés
Produits, procédés et organisation innovants ;
Mobilité durable et intermodalité
Technologie des transports terrestres et de la mer
Nouvelles perspectives pour l’aéronautique
b.
Activités de RDT à caractère générique
c.
Soutien aux infrastructures de recherche
4.
Préserver l’écosystème
a. Actions clés
Gestion durable et qualité de l’eau
Changements planétaires, climat et biodiversité
Gestion durable des écosystèmes marins
La ville de demain et le patrimoine culturel
Une énergie plus propre, y compris les sources d’énergie
renouvelables
Une énergie économique et efficace pour une Europe
concurrentielle
b. Activités de recherche et de développement technologique
à caractère générique
c. Soutien aux infrastructures de recherche
Les programmes concernés par les aspects matériaux sont, a priori,
dans les actions 2, mais aussi 3 et 4.
Pour plus de renseignements, quelques sites internet :
http://www.cordis.lu
http://www.cordis.lu/ist/eoi.htm
http://www.echo.lu
http://www.ispo.cec.be
Et contacter Isabelle PENOT au 04 93 00 43 84.
Le plomb :
un élément proscrit, à l’utilisation millénaire
•
les verres de cristal (mélange de silice, d’oxyde de plomb et de
potasse) ;
• les céramiques (titano-zirconate de plomb (PZT) par exemple) ;
• les émaux contenant des oxydes de plomb dont les couleurs
obtenues après cuisson sont à ce jour irremplaçables par celles
obtenues grâce à des matériaux sans plomb ;
• des insecticides (à base d’arséniate de plomb) ;
• des peintures et des constituants de peintures ;
• des antidétonants pour les moteurs à explosion (plomb
tétraéthyle : Pb(CH2H5)4, constituant de l’essence au plomb) ;
• le minium (oxyde de plomb Pb3O4).
Attention, n’oublions pas que le « plombage » du dentiste est un abus
de langage, puisqu’un amalgame est composé de mercure, d’étain et
d’argent et ne contient, bien évidemment pas de plomb.
On connaît aujourd’hui plus d’un millier de dérivés organométalliques
du plomb.
Le plomb, ultime terme de désintégration dans la série de l’uranium ou
du thorium, n’a plus aujourd’hui bonne presse et pourtant on est loin
de pouvoir le remplacer dans ses différentes applications.
Si aujourd’hui on a réussi à réaliser de l’essence sans plomb, du
cristal sans plomb, des peintures anticorrosion sans plomb, il reste de
nombreux efforts à développer pour obtenir des céramiques, des
soudures et des émaux sans plomb par exemple.
La « chasse au plomb » se poursuit et toutes les idées pour le
remplacer sont les bienvenues. L’occasion de l’appel d’offre du
cinquième PCRD encourage à proposer de tels développements.
Les programmes PUMA soutenus par la DRIRE , ainsi que certaines
aides de l’ANVAR , peuvent aussi permettre de telles avancées.
Le plomb sous ses différentes formes (métalliques, oxydes ou sels)
provoque une intoxication qui peut se manifester de manière aiguë
par une gastro-entérite violente ou de manière lente et chronique par
une maladie appelée communément saturnisme. Le saturnisme
apparaît lors d’une exposition industrielle aux vapeurs de plomb ou de
ses composés toxiques mais aussi suite à l’usage de récipients
contenant du plomb ou une consommation d’eau amenée par
conduites en plomb. La maladie se manifeste par une asthénie, la
constipation, le liseré gingival, les coliques et une polynévrite motrice
et indolore.
Le plomb est exploité depuis l’Antiquité et son travail est connu depuis
près de 3000 ans avant JC. Le saturnisme aurait déjà été mis en
évidence chez les Romains qui utilisaient des conduites de plomb
pour amener l’eau potable.
Plusieurs milliers d’années après, le plomb dont la production
annuelle mondiale s’élève aujourd’hui à 3 millions de tonnes (à
comparer aux 800 millions de tonnes d’acier) est combattu mais
difficilement remplaçable dans chacune de ses qualités.
Les applications du plomb dans ses différentes formes sont
nombreuses et nous n’en citerons que quelques unes :
• les plaques de radiologie puisque le plomb absorbe les rayons X
ainsi d’ailleurs que les rayons α, β et γ ;
• les matériaux de friction (coussinets, pièces de frottement)
réalisées avec des bronzes de type cuivre-étain-plomb ;
• les plaques d’accumulateurs électriques ;
• les brasures de type étain-plomb dont les vapeurs sont très
toxiques ;
• les barres de cintrages de tubes métalliques ;
• les plombs de chasse, dans lesquels intervient aussi l’arsenic ;
-3-
A
GENDA DES
SALONS ET
MANIFESTATIONS
EN MATERIAUX
AVRIL À JUIN 1999
Ü INTERMOLD
Exposition internationale des modèles,
moules et des traitements des métaux
7 au 10 avril
Tokyo - Japon
SYMPOSIUM BIOMECANIQUE
ENDOCORONAIRE ET
RESTENOSE
9 avril 1999
Marseille - France
Ü
Ü MESUCORA
Salon international des technologies de la
qualité et de la maîtrise des processus
industriels
12 au 16 avril 1999
Paris - France
Ü LABORATOIRE – BIOEXPO
Salon international du laboratoire et des
biotechnologies
12 au 16 avril 1999
Paris - France
Ü INTERCHIMIE
Salon international des équipements et
techniques de transformation de la
matière
12 au 16 avril 1999
Paris - France
Ü JEC
Journées européennes des composites
13 au 15 avril 1999
Paris – France
ASSEMBLAGE DES
COMPOSITES PAR COLLAGE
Colloque
15 avril 1999
Paris - France
Ü
Ü EUROPEAN COATINGS SHOW
Formulation, production, applications des
peintures industrielles
13 au 15 avril 1999
Nuremberg - Allemagne
Ü INDUSTRIAL MAINTENANCE
Salon international de la maintenance
industrielle
13 au 16 avril 1999
Rotterdam – Pays Bas
Ü HANNOVER MESSE
Salon international des industries et des
techniques
19 au 24 avril 1999
Hanovre - Allemagne
Ü COSMOPACK
Salon de l’emballage
23 au 26 avril 1999
Bologne - Italie
Ü IDENTIPLAST
Colloque sur l’identification et le tri des
matières plastiques
27 avril 1999
Bruxelles – Belgique
ALLIANCE - LOGISTIQUE INDUSTRIA - INSATECH –
PRODUCTION
Salon de la nouvelle sous-traitance
27 au 30 avril 1999
Lyon - France
Ü
Ü CERAMIC NETWORK 99
Conférences, convention d’affaires et bourse
technologique sur les céramiques
techniques
28 au 29 avril 1999
Limoges - France
Ü INVENTIONS
Salon international des inventions,
techniques et produits nouveaux
30 avril au 9 mai 1999
Genève - Suisse
Ü INDUSTRIAL HANDLING
Salon international des techniques de
l’automation et de la robotique
4 au 7 mai 1999
Zürich - Suisse
Ü METPACK
Salon international de l’emballage métal
4 au 8 mai 1999
Essen - Allemagne
Ü EMO
Salon de la machine outil
5 au 12 mai 1999
Paris - France
Ü 4ÈMES JEFUA 99
Journées d’échanges entre fournisseurs et
utilisateurs d’adhésifs
du 5 au 6 mai 1999
Biarritz - France
Ü INTERPACK
Salon international de l’emballage
6 au 12 mai 1999
Düsseldorf - Allemagne
Ü INTER CERAMEX 99
Raw materials and supplies exhibition
18 au 21 mai 1999
Telford – UK
Ü IFE
Salon international du formage de précision
25 au 27 mai 1999
Springfield – USA
Ü J2IM’99
Joints intergranulaires et interphases dans
les matériaux
26 au 28 mai 1999
St Pierre d’Oléron - France
-4-
Ü EUROPLAST
Salon international des plastiques, du
caoutchouc et des matériaux composites
31 mai au 4 juin 1999
Paris - France
XXIIÈME JOURNÉES
TECHNOLOGIQUES MATÉRIAUX À
USAGE BIOMÉDICAL
5 au 6 juin 1999
Le Mans - France
Ü
3RD INTERNATIONAL
NANOCERAMIC FORUM AND 2ND
INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON
INTERMATERIALS
2 au 12 juin 1999
Séoul - Corée
Ü
Ü METEC
Salon international de la métallurgie
9 au 15 juin 1999
Düsseldorf - Allemagne
Ü THERMPROCESS
Salon international des hauts fourneaux et
procédés thermiques de production
9 au 15 juin 1999
Düsseldorf - Allemagne
Ü GIFA
Salon international de la fonderie
9 au 15 juin 1999
Düsseldorf - Allemagne
Ü SAMUPLAST
Salon du plastique et du caoutchouc
17 au 20 juin 1999
Pordenone - Italie
Ü CHEMICAL SPECIALITIES EUROPE
Salon de la chimie finie, des spécialités et
des intermédiaires organiques
23 au 24 juin 1999
Bâle - SUISSE
Ü DECOUPAGE EMBOUTISSAGE
Congrès international
27 juin au 1er juillet 1999
Paris – France
A VENDRE
FOUR A REFUSION
(TUNNEL) IR
Une entreprise régionale cède un
four tunnel Infra Rouge.
Puissance : 25kW - Tension : 380
Intensité : 43 A - Poids : 1 000 kg
Hauteur : 1,5 m- Longueur : 3,4 m
Profondeur : 0,80 m
Prix : à débattre
Si vous êtes intéressé, n’hésitez
pas à contacter Catherine ALES.
Editeur : CARMA
1, Traverse des Brucs
06560 VALBONNE
Directeur de la publication :
C. LENÔTRE - Président du CARMA