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Le choix d'une matière pour fabriquer

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La fabrication d'une pièce dans un moule (le tirage) peut être réalisée dans tout un tas de matériaux, de la pâte à sel au composites or/époxy cristal en passant par le ciment et les différents plâtres. Particularité des tirages réalisés à base de résine par famille.




2 - LES RÉSINES POLYESTERS

 

-> La coulée


Excepté pour les résines dites "résine d'inclusion" et "résine de coulée", les résines thermodurcissables (polyester/époxy/polyuréthannes) doivent être chargées pour être utilisées en volumes importants.

Pour des fabrications de pièces en volume plein (statues par ex.), la résine polyester est bien adaptée de par son faible coût, sa facilité d'emploi et ses bonnes caratéristiques mécaniques à condition d'être chargée (c'est à dire mélangé à une poudre ou un sable pour obtenir ce que l'on appelle un "béton de résine" plus ou moins fluide).
La charge la plus adaptée et la moins chère est le carbonate de calcium (poudre de marbre) mais selon les cas on peut également utiliser de la bille de verre, du mico ballons de verre ou d'aluminium (fillite), des poudres métalliques (fer, laiton, bronze, aluminium).

Attention !!! les poudres métalliques sont conductrices de chaleur, et il faut donc les utiliser avec parcimonie et plutôt pour de petits volumes si l'on ne veut pas voir son tirage chauffer et fumer jusqu'à se casser sous l'effet du "pic exothermique" !!! Pas non plus de produits humides (sable de chantier) qui entraînera obligatoirement une sous polymérisation.

Les résines polyesters "d'inclusion" doivent être faiblement catalysée (de préférence avec notre catalyseur n°2) sous peine de chauffe excessive et de jaunissement. Il est à noter également que ces résines renforcées méthacrylates sont extrement sensibles à l'inhibition de l'oxygène d'ou les problèmes de coulée dans les moules en RTV silicone (webbing).

-> La stratification

La résine polyester est dans ce cas utilisée avec des fibres de renforts de façon à obtenir au final une matière composite le PRV (polyester renforcé verre, FRP en anglais). Elle peut être utilisée avec toutes les fibres de verre, notemment les mats de verre qui donnent aux tirages leur rigidité et leur bonne tenue au délaminage (décollage des couches de fibres l'une de l'autre, faisant perdre au composites toutes ses qualités mécaniques).

Mais on peut également l'utiliser sans problème avec les tissus silionne et les tissus multi axiaux ainsi qu'avec les fibres de carbone et les fibres de kevlar carbone (éviter quand même les fibres aramide (kevlar) pures).

La résine polyester de stratification est de loin la plus employée pour les pièces en composites car peu chère, tolérante, facile d'emploi mais elle à deux inconvénients majeurs

- le dégagement de styrène inconfortable en milieu fermé et dangereux en milieu confiné,

- le retrait linéaire rendant la fabrication de pièces planes ou demi sphérique compliquée.

Il est à noter que la résine polyester est revenue en force dans la fabrication des moules avec la résine polyester sans retrait, qui est réservé aux moules (de par son poids qui la rend inapte à la fabrication de pièces).

 



3 - LES RÉSINES ÉPOXYS

Les résines époxys sont devenues très à la mode depuis quelques années (auprès des particuliers plus que des professionnels) pour les raisons suivantes :

- peu d'odeur (les résines époxys de stratification et de coulée ne sont pas solvantées),
- temps de travail plus long permettant aux néophytes de ne pas se faire surprendre par le passage au gel de la résine.

Ce ne sont pourtant pas ces raisons qui doivent orienter un projet vers la résine époxy plutôt que vers une autre famille de résines thermodurcissable. Si travailler avec une résine époxy permet d'éviter que les voisins n'appellent de nouveau les pompiers pour une fuite de gaz, les résines époxys sont tout aussi toxiques que les résines polyester, sinon plus !

Et si les temps de travail sont plus long les risques d'échec sont aussi plus important puisque les résines époxys ne tolèrent pas l'approximation du dosage résine/durcisseur ni le travail en "conditions difficiles" (humidité importante ou températures basses).

Le choix d'une résine époxy devra se faire dans les cas suivants :

- renforcement d'un substrat existant en bois, ciment, polystyrène, pierre etc... puisque les résines époxys ont un pouvoir cohésif beaucoup plus élevé que les polyesters permettant une excellente adhésion sur la plupart des matériaux. (voir l'exemple de la réparation sur terre cuite page suivante)

- chasse au poids pour la fabrication de pièces en composites dans le domaine des véhicules de sport (bateaux, voitures, motos etc...) de l'aviation légère car elle permet d'obtenir des composites de bonne tenue au délaminage en stratifiant directement des tissus de verre, des fibres de carbone et des fibres de kevlar tressés les uns sur les autres sans avoir besoin d'incorporer un mat de verre entre les couches comme en stratification avec la résine polyester.

- fabrication de pièce devant passer leur vie sous l'eau. En effet les résines époxys ont une excelente tenue à l'eau (mais une mauvaise tenue aux U.V., on ne peut tout avoir !)

-> La coulée

Les résines époxys de coulée sont à prise généralement très lente permettent la fabrication de pièces dans les moules en élastomère de silicone sans risque de défauts d'aspects (webbing des résines polyester) mais sont agressives pour ces moules en RTV silicone (tirages limitées entre 10 et 20 exemplaires selon le type de silicone).

Elles sont solides et permettent l'usinage, le percage et la pose d'inserts les rendant aptes à la fabrication de pièces.

Pour charger une résine époxy on peut utiliser notre poudre de marbre ou bine de la silice calibrée et parfaitement séchée.

-> La stratification

La stratification avec une résine époxy est identique à la stratification de la résine polyester dans la façon de travailler. La différence notable est le non emploi de mat de verre dans ce type de composites. 

Le type de résine époxy choisie sera fonction du cahier des charges : transparence, tenue en température, tenus aux cycles de flexion, rigidité de la résine, temps de travail désiré etc...



4 - LES RÉSINES POLYURÉTHANES

Les résines polyuréthanes sont les résines reines de la coulée pour les petits objets (maquettes, statues, pièces d'échiquiers, boutons et pièces de costume de jeux de rôle etc.). Facile d'utilisation, sans odeur ni solvants, elles sont souvent en rapport de mélange 1/1.

Elles sont à prise très rapide (entre 4 mn et 6 mn à 21°C généralement) ce qui les rend impropres à la fabrication de grosses pièces mais permettent le démoulage de la pièce en quelques heures.

Pour les coulées un peu importante il sera nécéssaire de les charger avec l'ATH950 (charge pour résines polyuréthanes) afin d'éviter une montée importante en tempréature et de forts retraits. Elles se teintent facilement avec nos colorants PC.

danger.png Attention !!! Les résines polyuréthanes ont horreur de l'humidité. Ne jamais travailler dans un local humide et toujours vérifier lors d'une coulée dans un moule en élastomère de silicone que celui ci ne contient pas de traces d'humidité.

Une résine polyuréthane en présence cela fait.............de la mousse polyuréthane (de mauvaise qualité) d'ou des bulles de surface plus ou moins importante.

 



5 - RÉPARATION D'UNE POTICHE

 

Il était une fois une grosse potiche qui habitait dans le parc d'un grand château. potiche1.jpg

 

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Mais qui a eu de gros ennuis et fût toute cassée. Le propriétaire fort marri décida de la recoller (avec un élastomère de polyuréthanne en cartouche, produit trop souple). La potiche ainsi quelque peu remise en forme ne pouvait plus être déplacée sauf à retomber en morceaux !!!
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Si le réparateur avait utilisé une colle epoxy, le travail aurait été plus simple et le résultat meilleur. Néanmoins, vu le poids de l'objet, il fallait tout de même renforcer l'intérieur pour la remettre au parc....... sauf à laisser cette grosse potiche dans le vestibule (et dans ce cas c'est Madame qui aurait regimbé !)

Pour ce type de travail on a choisi la résine epoxy 1050 avec le durcisseur moyen 1058 (40 mn de temps de travail à 21°C), du tissu de verre silionne sergé 300 g qui épouse bien les formes, consomme son poids de résine et présente d'excellentes qualités mécaniques et du bi-biais 45°/45° pour avoir la solidité maximum (les fibres travaillent pile dans le bon sens)

Pour faire une pâte bouche trou avant stratification et éviter les points de faiblesse, on à utilisé le kit masticolle époxy 3030 / 3036Se munir d'un seau à mélange, d'un mélangeur (une baguette de bois fait l'affaire), d'un pinceau et les protections corporelles habituelles. Il est recommandé de protéger autour du chantier si l'on opère dans une pièce à vivre pour contrer les inévitables projections de résine.

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En premier lieu si, comme sur cet exemple, il manque des morceaux de terre cuite, il faut boucher les trous.
Du papier journal enrobé de ruban adhésif d'emballage forcé dans les interstices comme ci dessous.        

 

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Découper et présenter les couches de tissu puis les déposer dans l'ordre à portée de main.  

 

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Veiller à bien opérer les chevauchements              

 


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Préparer un mélange de mastic époxy en veillant à scrupuleusement respecter les dosages de part A et de part B (1/1) pour fabriquer le mastic qui va aplanir les différences de niveau entre les pièces recollées et appliquer à l'aide d'une spatule souple (ici, un couvercle de seau plastique découpé à la forme la plus utile).                        

 

  potiche9.jpg                Préparer de la résine époxy 1050 en y incorporant précisément la quantité de durcisseur 1058 nécessaire (par pesée) pour stratifier les couches de tissu qui sont  posées sur l'enduction de mastic, et ce sans attendre la polymérisation de celui-çi.  potiche10.jpg

 

           


Comme pour toute stratification, veiller à bien chasser les bulles d'air contenues dans le tissu. Ici, il n'est pas nécessaire d'utiliser un rouleau débulleur difficile à nettoyer puisqu'il s'agit d'un renfort et non d'une pièce technique.

Néanmoins, il faut soigner le débullage et ne pas hésiter à repasser plusieurs fois jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de bulles.

                   
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     potiche12.jpg

Une deuxième couche de tissu ne sera pas
du luxe !

Préparer de nouveau de la résine pour stratifier la deuxième couche de tissu de verre sur l'enduction précédente sans attendre la polymérisation de celle-ci.

potiche13.jpg 

 

potiche14.jpg

Vu le poids de l'objet, des renforts ont été ajoutés au sommet de la potiche ainsi qu'au point le plus étroit où commençaient les cassures.

Et voilà, en deux heure de labeur tout compris, notre potiche est assez solidifiée pour pouvoir retrouver ses sœurs au fond du parc (en respectant le délai de polymérisation de deux ou trois jours avant manipulation.

 
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