Quels sont les différents procédés de mise en forme des matériaux ?

Depuis toujours, l’Homme a été en quête des meilleures méthodes pour utiliser au mieux, et surtout à son avantage les matières environnantes. Parmi ces méthodes, figure la transformation ou la mise en forme des matériaux afin d’obtenir des objets pratiques de la vie quotidienne. 

Les procédés de mise en forme du plastique (polymère et composite)

Le polymère est une molécule organique ou semi-organique dont la masse moléculaire est élevée. Il s’agit aussi d’un enchaînement de répétitions d’un ou de plusieurs monomères reliés par des liaisons covalentes appelés macromolécules. À ce titre, l’amidon, les matériaux thermoplastiques, les élastomères ou les fibres de carbone constituent des polymères. 

Le composite, quant à lui, désigne un matériau composé d’au moins deux éléments qui ne peuvent pas être homogènes, mais qui ont des propriétés complémentaires. Le béton armé est un exemple concret de composite. 

La mise en forme de ces polymères thermoplastiques et de ces composites dépend beaucoup des matériaux et des méthodes de transformation choisis. Pour ce qui est des composites à matrice thermodurcissable, il existe plusieurs techniques :

Le moulage RTM (Resin Transfert Molding)

Le procédé nécessite l’utilisation d’un moule et d’un contre-moule. La résine sous forme liquide est injectée à basse pression (1 à 10 bars) entre ces deux matériels pour qu’elle prenne forme. Une fois qu’elle durcit (après polymérisation à température ambiante ou au chauffage), elle est démoulée et détourée. 

Le moulage RIM (Reaction Injection Molding) 

Si un matériau thermoplastique est généralement utilisé pour le moulage RTM, le RIM requiert plutôt des polymères thermodurcissables. Un mélange de composants réactifs est injecté à basse pression dans le moule, puis laissé au repos jusqu’à ce qu’il devienne dur. 

Le moulage au contact

Technique assez ancienne, le moulage au contact se fait manuellement. Il est surtout utilisé pour la fabrication de pièces de grande taille en petite série. Dans un moule préalablement badigeonné d’agent de démoulage et de gel coat sont déposées des couches de résine liquide et de renforts. La polymérisation se fait à froid. 

Pour les polymères thermoplastiques, on distingue :

L’injection 

Cette méthode reste la plus couramment utilisée dans le monde de l’industrie. La matière plastique (PVC ou ABS) est ramollie, puis injectée dans un moule avant d’être refroidie. 

L’extrusion 

C’est une technique permettant de former en continu des produits longs (comme les tuyaux ou les tubes) ou plats (tels que des films ou des feuilles). Sous l’effet d’une pression, le matériau fluide est contraint de passer à travers une filière ayant la forme de la pièce voulue. 

Le thermoformage 

Une plaque de matière plastique est ramollie par chauffage pour qu’elle puisse prendre la forme d’un moule en forme de poinçon. Cette méthode est utilisée sur le polycarbonate, le PMMA, le PVC, l’ABS et d’autres polymères thermoplastiques. 

Le rotomoulage

Très employé dans le domaine industriel, le rotomoulage est un procédé permettant d’obtenir des corps creux en polyéthylène par un système de rotation des moules. Les pièces sorties du moule subissent par la suite un post-traitement manuel ou mécanique pour une finition parfaite. 

La mise en forme du métal

En ce qui concerne les matériaux métalliques, les principaux procédés de mise en forme sont regroupés en quatre méthodes :

Le forgeage

Ce procédé de forgeage consiste en une déformation de la matière rendue malléable grâce à une méthode de chauffage, de pressage, ou à un choc. 

La fonderie

Elle utilise la technique du moulage pour donner au métal la forme souhaitée. Le matériau est fondu, puis coulé dans un moule où il durcit en refroidissant. 

Le frittage

Sous l’action de la chaleur, les poudres de métaux fusionnent et cela aboutit à une matière compacte. C’est l’une des méthodes qui a inspiré l’impression 3D métal

L’emboutissage

Cette technique permet d’obtenir un objet non développable à partir d’une simple feuille de tôle. Elle se fait à température ambiante (à froid) ou à chaud (à température de forgeage du matériau).