Article - Innov`Days

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PLASTIlien
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cherche (CIR). S’agissant du CIR, elle a esINFOS
timé que la restitution du crédit d’impôt (en
l’absence d’impôt suffisant pour l’imputer
La participation aux résultats de l’entre- en totalité) était « susceptible de générer
Le Gouvernement a alors
2015 / n°114
le magazine
d’Allizé-Plasturgie
& de Plasturgie
Grand
Estma// janvier-février
un « impôt négatif
» aboutissant
à une
prise est un dispositif prévoyant
la redistenté, dans
le cadre de la Loi
tribution d’une réserve spéciale de parti- joration du bénéfice servant au calcul de
de Finances Rectificative pour
cipation (RSP) au profit des salariés d’une cette réserve » (Décision de rescrit du 13
2013 d’inscrire dans la loi les
partie des bénéfices qu’ils ont contribué, avril 2010, RES/23).
points de la doctrine adminispar leur travail, à réaliser dans leur entre- Cette méthode de calcul permettait
trative annulés par le Conseil
prise. Elle est obligatoire dans les entre- d’augmenter le bénéfice net et donc de
d’Etat.
majorer la réserve spéciale de participrises de plus de 50 salariés.
pation. Par une décision du 20 mars 2013
L’article L. 3322-1 du Code du Travail pré- (n° 347633), le Conseil d’Etat a fait droit au L’entreprise doit constituer, chaque année,
cise qu’elle prend la forme d’une « parti- recours pour excès de pouvoir exercé par une réserve spéciale de participation, sur
cipation financière à effet différé, calculée une entreprise contre l’instruction fiscale la base d’une formule de calcul fixée à
en fonction du bénéfice net de l’entreprise, qui fixait cette règle de calcul. Il a, en effet, l’article L. 3324-1 du Code du Travail preconstituant la réserve spéciale de partici- considéré que l’Administration ne se bor- nant en compte les capitaux propres,
p. 14 les
nait pas à interpréter la loi mais y ajoutait salaires, la valeur ajoutée et le bénéfice
pation ».
des règles nouvelles non prévues par elle. net, c’est-à-dire le bénéfice brut réalisé
L’entreprise doit constituer, chaque année, Il a ainsi jugé que le bénéfice net mention- moins l’impôt dû sur ce bénéfice ; la loi ne
une réserve spéciale de participation, sur né à l’article L. 3324-1 du Code du Travail précisant pas le sort réservé aux crédits
la base d’une formule de calcul fixée à « ne peut s’entendre que de l’impôt sur les d’impôt.
l’article L. 3324-1 du Code du Travail pre- sociétés, au taux de droit commun, résul- L’Administration Fiscale considérait depuis
nant en compte les capitaux propres, les tant des règles d’assiette et de liquidation 1997 que l’impôt sur les sociétés devait
salaires, la valeur ajoutée et le bénéfice qui régissent ordinairement l’imposition être diminué des crédits d’impôt ayant un
lien avec les revenus inclus dans le bénénet, c’est-à-dire le bénéfice brut réalisé des bénéfices ».
fice.
moins l’impôt dû sur ce bénéfice ; la loi ne
précisant pas le sort réservé aux crédits La participation aux résultats de l’entre- Ainsi, selon la doctrine administrative,
prise est un dispositif prévoyant la redis- l’impôt à retenir pour le calcul de la particid’impôt.
L’Administration Fiscale considérait depuis tribution d’une réserve spéciale de parti- pation devait s’entendre après imputation
1997 que l’impôt sur les sociétés devait cipation (RSP) au profit des salariés d’une des crédits d’impôt afférents aux revenus
être diminué des crédits d’impôt ayant un partie des bénéfices qu’ils ont contribué, inclus dans le bénéfice imposable au taux
lien avec les revenus inclus dans le béné- par leur travail, à réaliser dans leur entre- de droit commun, notamment les crédits
prise. Elle est obligatoire dans les entre- d’impôts afférents à la perception de refice.
venus mobiliers et le crédit d’impôt reAinsi, selon la doctrine administrative, prises de plus de 50 salariés.
cherche (CIR). S’agissant du CIR, elle a esl’impôt à retenir pour le calcul de la participation devait s’entendre après imputation L’article L. 3322-1 du Code du Travail pré- timé que la restitution du crédit d’impôt (en
des crédits d’impôt afférents aux revenus cise qu’elle prend la forme d’une « parti- l’absence d’impôt suffisant pour l’imputer
inclus dans le bénéfice imposable au taux cipation financière à effet différé, calculée en totalité) était « susceptible de générer
de droit commun, notamment les crédits en fonction du bénéfice net de l’entreprise, un « impôt négatif » aboutissant à une mad’impôts afférents à la perception de re- constituant la réserve spéciale de partici- joration du bénéfice servant au calcul de
cette réserve » (Décision de rescrit du 13
venus mobiliers et le crédit d’impôt re- pation ».
qui régissent ordinairement l’imposition
des bénéfices ».
Automobile
avec les plastiques,
le monde bouge
Allègement
des pièces plastiques
DÉFIS ÉCONOMIQUE, TECHNOLOGIQUE
& ENVIRONNEMENTAL
EN BREF
Entreprises en difficulté et créances de carry-back
LE FORUM
PLASTURGIE
COMPOSITES
Dans une
mise à jour de la base
Bofip du 29 juillet 2014, l’Administration Fiscale aménage sa doctrine relative
au
remboursement
immédiat
de certaines créances détenues par des entreprises en difficulté.
REVIENT EN 2015 !
Tirant les conséquences de la jurisprudence en la matière, elle admet que les entreprises faisant l’objet
TAXE D’APPRENTISSAGE
2015 bénéficier
: UNE RÉFORME
d’une procédure collective puissent
du remboursement immédiat des créances de carry-back et
de
crédit
d’impôt
même
si
elles
sont
nées
postérieurement
à la date d’ouverture de la procédure collective.
ET DE NOUVEAUX ENJEUX
Tirant les conséquences de la jurisprudence en la matière, elle admet que les entreprises faisant l’objet
d’une procédure collective puissent bénéficier du remboursement immédiat des créances de carry-back et
DEdeFINANCES
: DANS
LAsont
CONTINUITÉ
crédit d’impôt même
si elles
nées postérieurement à la date d’ouverture de la procédure collective
LOI
DU PACTE DE RESPONSABILITÉ
ET DE SOLIDARITÉ
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SOCIAL
Allègement
des pièces plastiques
© fotolia.com
défis économique, technologique et
environnemental
Dominique APPERT
Ingénieur R&D
CFP – ALLIZE-PLASTURGIE
Tel : 06 12 45 58 31
[email protected]
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Les principaux défis de l’industrie sont à la fois économiques et liés au développement durable : produire des pièces
à moindre coût et limiter l’impact environnemental tout au long du cycle de vie de ces pièces sont donc des préoccupations majeures, voire obligatoires par le caractère légal de certaines mesures. Parmi les solutions, l’allègement est
une démarche systématique qui s’opère dès la conception des pièces.
Dans ce dossier, on s’intéresse à l’allègement des pièces plastiques, c’est-à-dire à l’allègement de pièces considérées
comme déjà « légères ». Comment aller plus loin pour réduire la consommation de matière plastique, pour réduire
le prix des pièces, pour diminuer le coût du transport, pour contribuer à faire baisser la consommation de carburant
des véhicules et les émissions de gaz à effet de serre ?
C’est à l’occasion de l’évènement organisé par Allizé-Plasturgie le 7 octobre dernier près de Nancy, que les industriels
présents ont pu assister à la présentation de 3 technologies d’allègement, le procédé MuCell® développé par la Société Trexel, les microsphères de verre creuses de 3M™ utilisées en tant que charges dans les matières plastiques, et
l’injection assistée par gaz dont le Bureau d’Etudes Simplast s’est fait une spécialité.
#14 Plastilien
•
Janvier/Février 2015
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DOSSIER DU MOIS
LE PROCEDE DE MOUSSAGE MUCELL®
Des pièces plastiques allégées jusqu’à
30 %
La technologie MuCell® est un procédé
de moussage des pièces plastiques qui
utilise un gaz (l’azote) introduit directement dans la presse à injecter. Il n’y a pas
d’additif chimique contenu dans la matière
plastique. Le moussage est créé lors de la
chute de pression de la matière plastique
fondue mélangée à l’azote, c’est-à-dire
lors du refroidissement de la pièce dans
le moule.
Les pièces obtenues sont caractérisées
par une structure micro-cellulaire de taille
comprise entre 5 et 20 microns au cœur
de la pièce, et une structure compacte
en surface. Toutefois l’aspect de surface
n’est pas de la même qualité que celui des
pièces compactes classiques. La technologie MuCell® est parfaitement répétable
et donne des pièces précises et reproductibles. Si les pièces sont étudiées dès
la conception pour le procédé MuCell®,
la réduction du poids des pièces peut atteindre 30% par rapport aux pièces compactes classiques.
L’expansion du gaz crée une structure micro-cellulaire au cœur des pièces
Le procédé Mucell® a été développé par
la Société Trexel qui le commercialise
dans tous les pays du Monde. Trexel a
créé des partenariats avec des fabricants
de presses à injecter comme Arburg, Engel ou Krauss-Maffei, capables d’équiper
leurs machines d’un système MuCell®.
Le procédé se déroule en différentes
phases. Au préalable, l’azote est comprimé pour atteindre un état gazeux supercritique, état où l’azote devient un gaz
incompressible et capable de parfaitement
se dissoudre dans le polymère fondu. Puis,
une quantité précise d’azote est envoyé
sous pression dans l’ensemble vis-fourreau de la presse par un injecteur placé
au centre du cylindre, là où la matière
plastique se trouve déjà à l’état fondu. A
ce stade, la vis de plastification va jouer
le rôle de mélangeur, grâce à son profil
adapté, réduisant la taille des bulles de
gaz, et permettant la dissolution complète
du gaz dans le polymère. En bout de vis, le
mélange obtenu est parfaitement homo-
Polyamide moussé selon le procédé MuCell®
Procédé Mucell® : structure microcellulaire au cœur de la pièce
gène et sous pression, une pression qui
sera maintenue tout au long du parcours
de la matière pour empêcher le moussage.
Lors de l’injection dans le moule, la vitesse
élevée va générer dans la matière une
multitude de petites cellules. En fin d’injection, les cellules vont commencer à croître
avec la chute de la pression jusqu’à l’équilibre des pressions. Toutefois, les bulles
ne pourront pas se former à la surface
des pièces, car la matière va se figer très
vite, dès son contact avec les parois du
moule. Avec la technologie MuCell®, il n’y
a pas la nécessité d’une phase de maintien
comme dans un cycle de moulage classique, l’expansion par l’azote faisant office
de maintien.
Le procédé Mucell® s’adapte à tout type
de thermoplastique, technique ou non,
chargé ou non. Les moules à canaux
chauds sont utilisables mais il est nécessaire d’avoir des busettes équipées d’obturateur pour maintenir la pression tout au
long du parcours de la matière.
Des bénéfices en plus de l’allègement
L’introduction d’azote comprimé dans le
polymère fondu réduit la viscosité du matériau. Cette réduction, de l’ordre de 10 à
15 %, permet de remplir les empreintes à
une température de moule plus basse ou
de mouler des pièces à parois plus fines.
Pour illustrer ceci, des tests ont été réalisés sur des pièces en PBT 30% fibres de
verre montrant qu’il était nécessaire de
chauffer le moule à 70 ou 80 °C pour pouvoir remplir la cavité dans la version compacte. Dans la version pièces moussées,
une température de moule de 30°C suffisait à permettre le remplissage complet
des empreintes et l’obtention de pièces
conformes sur le plan des performances
mécaniques, validées par les courbes de
DSC indiquant un taux de cristallinité identique entre les 2 versions.
Par ailleurs, si l’on compare les courbes
de pression dans l’empreinte pour les 2
versions, on observe que le niveau de
pression est très élevé pendant la phase
Courbes de pression dans l’empreinte, en injection compacte (courbe rouge), avec le procédé MuCell®
(courbe bleue)
Plastilien • Janvier/Février 2015
#15
DOSSIER DU MOIS
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rencontrées en injection. Ces sphères sont
composées de borosilicate de soude et de
chaux, leur diamètre se situe aux environs
de 20µm, leur densité est de 0,46.
Conception en injection conventionnelle (à gauche), en injection avec process MuCell® (à droite)
de maintien pour la version compacte puis
il décroit rapidement. En version moussée,
la pression dans l’empreinte est faible
pendant tout le cycle, avec une pression
résiduelle dans l’empreinte qui favorise le
contact de la pièce sur les parois du moule
apportant un meilleur échange thermique.
Ceci va se traduire par une réduction du
temps de refroidissement que l’on observe
dans le cas des pièces à parois fines. Pour
les pièces épaisses, on n’observe pas le
même bénéfice, le temps de cycle pouvant
être pénalisé par l’effet d’isolation thermique lié à la structure cellulaire.
Un autre aspect du procédé de moussage
concerne l’uniformité de la pression en
tout point de la cavité du moule. En conséquence, le retrait est uniforme donnant des
pièces de meilleure géométrie : grande planéité, bonne précision, peu de déformations
et stabilité dimensionnelle dans le temps.
Tirer profit pleinement du procédé par une
conception des pièces adaptée
Des pièces conçues dans le respect des
règles de conception des produits injectés peuvent être moulées selon le procédé
MuCell® et peuvent bénéficier d’une réduction de poids de 6 à 8%. Mais pour bénéficier pleinement des avantages du procédé et atteindre un niveau d’allégement
de 30 % ou plus, il est nécessaire d’optimiser la conception des pièces sans tenir des
recommandations qui ne se justifient plus.
Toutefois le point faible du procédé MuCell® concerne l’état de surface des
pièces qui n’est pas toujours de qualité
suffisante selon les exigences imposées.
Une amélioration de l’état de surface
peut être obtenue par l’utilisation d’une
régulation du moule en chaud / froid. La
technique de co-injection est une autre
façon de résoudre le problème consistant
à injecter une première quantité de matière sans présence de gaz, qui formera la
couche externe de la pièce.
LES MICROSPHERES DE VERRE CREUSES
3M™
Des microsphères creuses pour réduire le
poids
La Société 3M™ produit des microsphères
de verre creuses depuis de nombreuses
années pour des applications diverses :
isolation thermique des pipelines, réflexion
de chaleur solaire pour des peintures de
bâtiments, etc. Mais c’est grâce au développement d’un nouveau procédé de
fabrication que 3M™ intéresse le secteur
des matières plastiques : les microsphères
de verre creuses obtenues par ce procédé
sont plus fines et plus robustes, avec une
résistance à la pression isostatique de
1100 bars, compatible avec les pressions
Par exemple, en injection classique, les
nervures doivent être dimensionnées de
façon à éviter le risque de retassures sur
la face d’aspect des pièces.
En injection moussage, l’expansion du
matériau compense les écarts de retrait
et élimine les défauts de retassures ou de
bulles internes : les nervures peuvent être
dessinées et dimensionnées librement, et
des variations d’épaisseur de parois sont
autorisées.
#16 Plastilien
•
Janvier/Février 2015
Microsphères de verre creuses 3M™ - Image au
microscope électronique à balayage - 1000X
Plastilien >> Juillet/
Août 2014
L’emploi des microsphères de verre
creuses en plasturgie nécessite au préalable une opération de compoundage dans
une extrudeuse bi-vis pour incorporer les
microsphères au polymère. Le compound
obtenu se met en œuvre selon les conditions classiques de fabrication des pièces
plastiques injectées. Les microsphères de
verre contribuent significativement à réduire le poids des pièces plastiques finies
tout en participant à leur stabilité dimensionnelle et thermique.
Elles conduisent à une augmentation de la
rigidité en traction et en flexion. Leur facteur d’empilement de 62% et leur masse
volumique de 0,46g/cm3 facilitent la mise
en œuvre et permettent des économies de
matières premières et de productivité en
réduisant les temps de cycle et notamment
la vitesse de refroidissement des pièces
injectées.
Raisonner en volume d’incorporation de
charges
Les microsphères de verre creuses peuvent remplacer totalement ou partiellement des charges traditionnelles comme
le talc, les billes de verre, les fibres de
verre ou le carbonate de calcium, en prenant soin de raisonner en volume d’incorporation de charges pour s’affranchir des
écarts de densité.
Prenons le cas d’un polyamide 6 chargé
40% en poids de billes de verre. En tenant
compte des masses volumiques respectives du polyamide et des billes de verre
(1,13 g /cm3 et 2,5 g/cm3), la charge représente un volume de 23 % dans le compound.
Si l’on remplace les billes de verre par le
même volume de microsphères creuses
dont la masse volumique est égale à 0,46
g/cm3, cela se traduit par l’obtention d’un
compound de polyamide 6 chargé seulement de 11% en poids de microsphères de
verre. Par cette opération de substitution
de charges, la masse volumique du compound a été abaissée de 32 %.
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DOSSIER DU MOIS
Facteurs de forme de différentes charges pour les matières plastiques – document 3M™
Incorporation par compoundage des microsphères de verre creuses dans le polymère
document 3M®
1.injection dynamique 3M®
3. maintien et connexion
2. recollement des fronts matière
Mais pour valider la démarche de substitution de charges, il faut bien vérifier que
les caractéristiques du cahier des charges
sont respectées, auquel cas il peut être
nécessaire de réajuster la formulation en
ajoutant d’autres charges pour compenser
certaines pertes de propriétés.
Des applications étendues
Les microsphères de verre peuvent être
employées comme additif de faible densité pour différents types de polymère :
polypropylène, TPO, ABS, polyamide, polycarbonate, polyétherimide, polyphénylsulfone, etc. Différents procédés de mise en
œuvre sont envisageables : injection, mais
aussi l’extrusion, etc. Les secteurs concernés sont l’industrie du transport, les sports
et loisirs, les appareils électroniques et
électro-ménagers.
Plastilien • Janvier/Février 2015
#17
DOSSIER DU MOIS
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Document SIMPLAST : connexion des bulles en injection assistée par gaz
L’INJECTION ASSISTEE PAR GAZ
Objectif initial : l’allégement des pièces
L’injection assistée par gaz (azote) permet
l’obtention de corps creux par évidement
du cœur de la pièce, autorisant le moulage
des volumes ou surépaisseurs. Selon les
applications, l’injection assistée par gaz
allège les pièces, améliore les états de
surface et les géométries (homogénéité
du compactage), augmente la tenue mécanique, permet d’intégrer de nouvelles
fonctions par le design, simplifie les outillages, réduit les coûts (presse de plus
petit tonnage).
La connexion des bulles pour améliorer
encore la qualité des pièces
La connexion des bulles consiste à éliminer la cloison qui sépare 2 veines de
gaz qui se rencontrent. Il suffit pour cela
d’appliquer une pression très légèrement
différente d’un circuit de gaz par rapport à
l’autre. L’écart de pression provoque la pénétration dans la veine adjacente du surplus de matière qui vient ensuite tapisser
le tube interne du circuit de gaz.
En injection assistée par gaz, la connexion
des bulles crée un circuit unique interne
à la pièce, uniformisant la pression dans
le circuit, ce qui apporte différents avantages : réduction des contraintes internes
et des déformations, suppression des
risques de retassures, meilleur contrôle
du dimensionnel de la pièce, réduction
significative de la force de fermeture et
réduction du poids de pièce.
La simulation est intéressante pour toutes
les phases du projet : étude de la pièce,
Schéma de principe de connexion des bulles
thermique de l’outillage, positionnement
des injecteurs matière et des injecteurs
gaz, paramètres de moulage, défauts prévisibles de pièce, cadences de moulage, ...
ainsi que l’optimisation de la connexion des
bulles.
REMERCIEMENTS
Allizé-Plasturgie Lorraine et le Centre de Formation de la Plasturgie remercient les intervenants de la journée
du 7 octobre 2014 pour leur disponibilité et pour la qualité des présentations ayant permis de réaliser ce
dossier, par ordre d’intervention à la journée :
-Martin JACOBI, Sales Manager, Bureau de Liaison TREXEL France
-Jean-Luc DREYER, Gérant, SIMPLAST
-Jean-Marie RUCKEBUSCH, Ingénieur Support Technique, 3M France
#18 Plastilien
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Janvier/Février 2015