Pliage du Polycarbonate: Le Guide complet

Aujourd’hui, je veux vous montrer comment plier une feuille de polycarbonate.

Pour les débutants, cela peut être un processus difficile – mais croyez-moi, je vais vous faciliter la tâche.

En fait, une fois que vous avez les bons outils (tout ce que vous apprendrez ici), vous pouvez le faire vous-même.

Donc, dans ce guide, je vais vous apprendre les étapes de base, les outils et les précautions à suivre lors du pliage d’une feuille de polycarbonate.

À la fin de ce guide, vous serez certainement un expert en processus de pliage de feuilles de polycarbonate.

Voici ce que vous devez faire:

Bases de la feuille de polycarbonate

Les polycarbonates sont des polymères de carbone avec des groupes organiques attachés dans une longue chaîne continue.

Ils sont thermoplastiques, c’est-à-dire qu’à des températures spécifiques, ils se ramollissent et peuvent être moulés en différentes formes.

Les polycarbonates peuvent résister à de grandes forces d’impact et ne se brisent généralement pas.

Polycarbonate

Ils sont naturellement transparents et de forme amorphe.

Pendant le processus de production, des additifs peuvent être ajoutés pour modifier ses propriétés.

Les additifs peuvent réduire la transparence du polycarbonate, augmenter sa résistance au feu ou rendre sa surface moins sensible aux rayures.

Ils peuvent également être transformés sous diverses formes, les plus courantes étant sous forme de feuilles, de tiges ou de tubes.

Feuille de polycarbonate

Cet article se concentrera sur les feuilles de polycarbonate, ainsi que sur les différentes techniques et équipements utilisés pour les mouler dans le produit final souhaité.

Machine et équipement de cintrage de feuilles de polycarbonate

Comme il existe différentes techniques de cintrage de feuilles, il s’ensuit que la machine et l’équipement à utiliser sont différents.

Explorons certaines de ces techniques et équipements.

Techniques principales de pliage de feuilles de polycarbonate

Certaines des techniques les plus courantes comprennent:

1. Cintrage à froid

Même sans chauffage, une feuille de polycarbonate peut être pliée.

Cependant, il y a quelques facteurs à prendre en compte et des recommandations à suivre pour obtenir les meilleurs résultats.

Paramètres de cintrage

Ces facteurs incluent l’épaisseur de la tôle, l’angle de cintrage et l’outillage.

Il est donc recommandé que:

• L’opérateur utilise des outils à arêtes vives
• L’opérateur laisse beaucoup de temps après le pliage, disons un ou deux jours.
• L’opérateur ne force pas la feuille dans la forme finale désirée et ne réduit pas l’angle de flexion lors de l’installation.
• Il peut être nécessaire, pour surmonter l’effet du retour élastique, de tenter par le polycarbonate plié de revenir à sa position d’origine.
• L’opérateur tente de plier à froid une pièce d’échantillon avant d’engager une pièce plus grande.

Une fois satisfait du test effectué sur l’échantillon, couper la feuille à sa taille de pré-pliage.

Ensuite, donnez aux bords une finition lisse, pour éliminer la possibilité de formation d’une fissure à partir de la ligne de courbure.

La feuille est ensuite pliée rapidement, le film protecteur étant toujours en place dans la plupart des cas.

Maintenant, pour s’assurer que le pliage conserve l’angle souhaité après le retour élastique, la feuille doit être pliée de 20 à 40o de plus que l’angle souhaité.

REMARQUE: Les courbes à froid ne dépassent généralement pas 90o, car cela peut dépasser sa limite élastique.

Cette technique n’est pas recommandée pour les variantes de polycarbonate à revêtement dur, ou même protégées contre les UV.

C’est parce que ce type de cintrage va probablement affaiblir l’efficacité de tels additifs le long de la ligne de cintrage.

Pliage à froid de la feuille de polycarbonate

De même, étant donné que la contrainte résiduelle restera dans la feuille de polycarbonate, ce processus devrait être limité à la production d’articles qui seront utilisés dans des circonstances à faible impact.

2. Cintrage à froid

Comme on peut le déduire de son nom, le cintrage à froid est le processus de cintrage de l’ensemble de la feuille de polycarbonate pour créer un dôme ou une arche.

Feuille de polycarbonate incurvée sur l’enceinte de piscine

Dans la formation d’une telle forme, la signification du rayon de formage à froid entre en jeu.

Cela donne le rayon minimum qui doit être atteint si la forme finale doit rester en place.

Il est donné en multipliant l’épaisseur de la feuille par 100, c’est-à-dire

Rayon de formage à froid minimum = épaisseur de la feuille x 100

Ce rayon est appliqué dans toutes les procédures de cintrage à froid

Rayon de cintrage

Dans sur l’image ci-dessus, les valeurs sont toutes en pouces, mais le principe est souvent valable même si les unités sont en mm.

Cela dit, il est important d’apprécier que cela concerne généralement les feuilles de polycarbonate ordinaire car les variantes avec additifs peuvent avoir des rayons différents.

En effet, jusqu’à une limite, plus la variante du polycarbonate est dure, plus son rayon minimal de formage à froid doit être grand.

Ainsi, alors que dans le polycarbonate ordinaire, l’épaisseur est multipliée par 100; il existe des types de feuilles de polycarbonate dans lesquelles le rayon minimum est de 300 fois l’épaisseur de la feuille.

3. Polycarbonate de pliage de rupture

Le pliage de frein est une technique qui utilise un dispositif connu sous le nom de presse plieuse pour modifier la feuille dans la forme finale souhaitée.

La presse plieuse a une longue histoire d’utilisation dans le façonnage de la tôle.

Et, la flexibilité relative des feuilles de polycarbonate, qui peuvent être pliées à une limite sans rupture, a permis le transfert de cette technologie dans le traitement des polycarbonates.

En principe, la flexion du frein se produit lorsqu’une feuille de polycarbonate est maintenue entre deux pièces de métal, appelée poinçon / bélier.

Il s’agit essentiellement d’un mobile, et d’un dé, qui est souvent immobile, et la section mobile déplace la feuille pour la forcer dans la forme souhaitée.

Il existe différents types de presses plieuses sur le marché, se divisent largement en presses plieuses manuelles, presses plieuses CNC et presses plieuses hydrauliques.

· Presse plieuse manuelle

Comme on peut le déduire de son nom, une presse plieuse manuelle fonctionne par l’application d’une force physique par l’opérateur.

L’opérateur utilise des leviers pour déplacer l’équivalent du poinçon, pour faire plier la feuille.

Ce type de frein nécessite que l’opérateur règle manuellement tous les paramètres critiques du frein, tels que la taille de flexion et l’angle souhaités.

C’est également à l’opérateur de serrer la feuille en place, avant de tenter de la plier.

Les freins manuels vont des petits freins portables dépassant à peine un bras, aux variantes industrielles pesant des centaines de kilogrammes.

Par conséquent, il existe des presses plieuses manuelles qui sont purement mécaniques, tandis que d’autres nécessitent un peu d’électricité pour fonctionner.

· Presse plieuse hydraulique

Il s’agit d’une presse électrique dans laquelle une force hydraulique est utilisée pour déplacer un vérin, positionné au-dessus du polycarbonate.

Dans la presse plieuse hydraulique, il y a une matrice supérieure avec une rainure prédéfinie.

Pour plier le polycarbonate, la presse se déplace vers le bas à une force prédéterminée pour entraîner la flexion de la feuille.

Les presses plieuses hydrauliques peuvent être classées en plusieurs sous-groupes en fonction de la direction de son vérin et de sa matrice.

Ou, la coordination du système hydraulique résultant en sous-types tels que les freins de synchronisation de presse hybride et de torsion.

Graphe de pliage à rupture de presse

4· * Presses plieuses CNC

Ce sont des freins dont le degré de flexion est contrôlé par un système de commande numérique par ordinateur.

Ils assurent un haut degré de précision, car le système de poinçon et de matrice peut être déplacé sur plusieurs axes au-delà de haut, de bas et de côté.

Les freins CNC sont facilement programmés via un écran fixé au système.

Grâce à ces écrans, l’opérateur peut exécuter des simulations pour voir le produit final dans certains modèles.

Comme le système surveille simultanément l’entrée et la sortie, il est possible d’affiner le processus en temps réel.

Schémas de la presse de frein

L’image ci-dessus montre les schémas d’une presse plieuse.

Les presses plieuses hydrauliques et CNC ont généralement cette dépense, certains composants, tels qu’un contrôleur CNC, expliquant la différence de classification.

Presse hydraulique

En flexion de frein, il est recommandé d’effectuer l’opération très rapidement.

Bien sûr, c’est pour compenser le retour élastique – vous devriez surbendre la feuille.

Il n’est pas conseillé de plier les variantes ignifuges des feuilles de polycarbonate car cela pourrait compromettre leur qualité.

4. Cintrage à chaud

Profitant de la nature thermoplastique des polycarbonates, le cintrage à chaud implique:

• Ramollir une longueur de la feuille à l’aide d’une bande étroite chauffée, telle qu’un fil chaud ou un radiateur électrique.
• La feuille de polycarbonate peut être chauffée d’un côté ou des deux côtés, en fonction de facteurs tels que son épaisseur
• Si la feuille de polycarbonate est plus épaisse que 3mm, il est recommandé d’utiliser un chauffage double face

De plus, si la feuille est plus épaisse que 6mm, il est conseillé de retirer le film protecteur protégeant la feuille de polycarbonate.

En le faisant au moins le long de la ligne de pliage, l’empêche de fondre sur la feuille de polycarbonate.

Habituellement, entre 155oC et 165oC, la région chauffée devient suffisamment souple pour être pliée à l’angle souhaité.

Une configuration de chauffage double face pour le cintrage à chaud

Une conséquence du chauffage localisé utilisé dans le cintrage à chaud est que la feuille peut se dilater et se déformer en refroidissant.

Par conséquent, il est toujours conseillé de tester l’efficacité du cintrage à chaud mis en place avec un petit échantillon de feuille de polycarbonate avant d’engager la feuille plus grande.

Avec cet échantillon ainsi transformé, on peut également vérifier si l’intégrité de la feuille a été compromise par le pliage.

Cela se fait en frappant la ligne de courbure avec un marteau; si elle se casse, la température réglée était trop basse.

Par conséquent, vous devez l’ajuster vers le haut pour l’échantillon suivant, jusqu’à ce que l’on trouve que la feuille conserve son intégrité malgré de tels impacts.

Une façon de réduire la fissuration induite par les contraintes sur la ligne de courbure est par le processus de recuit.

Il s’agit de chauffer la feuille à une température spécifique, puis de la laisser refroidir lentement à une vitesse prédéterminée.

Cela modifie ses propriétés, telles que la dureté, ce qui le rend plus flexible.

Il est également possible que, lors de l’utilisation d’appareils de chauffage à contact métallique, ceux-ci puissent coller à la surface et provoquer des rayures indésirables sur la feuille de polycarbonate.

Dans tous les cas, il ne faut pas laisser le fil entrer en contact avec la feuille de polycarbonate.

En outre, lorsqu’il est appliqué sur des feuilles de polycarbonate de plus de 1 mètre, la flexion à chaud peut entraîner une courbure de la feuille en une conception concave non planifiée.

Cela est normalement dû au fait que les bords extérieurs se décollent.

Il est donc conseillé de créer un gabarit simple qui permettra à la feuille de refroidir en place avec un risque minimal de cette distorsion.

Extrémité de la feuille de polycarbonate courbée vers le haut

Des précautions doivent être prises pour éviter le risque de courbure de l’extrémité de la feuille comme on le voit sur ce diagramme

Pour éviter de telles distorsions, des feuilles plus longues doivent être préchauffées (la feuille entière); 200oF (93,3oC).

Cela fonctionne pour certaines versions commerciales.

Cependant, il est important de consulter le guide du produit pour trouver la température de préchauffage idéale pour la feuille de polycarbonate en votre possession.

Au fur et à mesure que l’épaisseur de la feuille augmente, il peut être prudent de placer l’élément chauffant dans une rainure en V.

En effet, le polycarbonate a tendance à absorber l’humidité et cette configuration permet à l’humidité de s’échapper sans créer de bulles à l’intérieur de la feuille.

Tout en permettant la formation d’un angle vif.

5. Cintrer une feuille de polycarbonate avec un pistolet thermique

L’utilisation d’un pistolet thermique pour plier une feuille de polycarbonate est principalement la même chose que le cintrage à chaud.

Seulement que l’opérateur est maintenant obligé de déplacer constamment le pistolet thermique le long de la ligne de pliage et de retourner la feuille de polycarbonate pour s’assurer que les deux côtés soient chauffés.

Vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous:

Dans ce cas, il suffit d’un étau / pince pour maintenir la feuille en place et d’un pistolet thermique.

Le problème avec l’utilisation d’un pistolet thermique est cependant que, parce que le processus est si manuel, la possibilité d’un chauffage inégal est très probable.

À son tour, cela signifie que des bulles sont susceptibles de se former le long de la ligne de pliage, ce qui affectera la durabilité du polycarbonate sur le site de pliage.

6. Formation d’un coude par thermoformage du polycarbonate

Le thermoformage utilise la chaleur et une combinaison de pression ou de moules pour transformer une feuille de polycarbonate en une forme finale souhaitée.

Alors que les autres techniques se limitent principalement à la réalisation de courbes linéaires, avec le thermoformage, des conceptions 3D complexes sont possibles.

C’est parce que la feuille entière est ouverte à l’altération dans un environnement contrôlé.

Le thermoformage comprend:

• Formage sous vide
• Formage sous pression
• Formage enfichable
• Formage à double feuille
• Formage de drapés.

Comme mentionné ci-dessus, le polycarbonate a tendance à absorber l’humidité, humidité qui peut bouillonner pendant le processus de thermoformage.

Il est donc impératif que, avant le thermoformage, la feuille de polycarbonate soit pré-séchée.

i. Pré-séchage

Pour commencer le pré-séchage, retirez la couche protectrice sur les feuilles de polycarbonate et accrochez les feuilles de polycarbonate verticalement ou placez dans une grille un four à circulation d’air.

Les feuilles doivent être espacées de 2,5 cm, pour permettre à l’air de se déplacer entre les deux; sans cet espacement critique, les feuilles ne sècheront pas.

Le four doit être réglé à une température d’au moins 120oC et ne doit pas dépasser 125oC, car au-delà de ces températures, les feuilles peuvent se déformer.

Les feuilles de polycarbonate disponibles dans le commerce sont livrées avec un guide qui inclut les durées de pré-séchage.

Cette durée dépend énormément de l’épaisseur de la feuille.

Et, plus la feuille est épaisse, plus son temps de pré-séchage est long.

Par exemple, une feuille Lexan™ de 1 mm d’épaisseur nécessitera un temps de pré-séchage de 2 heures, tandis qu’une feuille de 6 mm d’épaisseur nécessitera 12 heures.

Si, pour une raison quelconque, on ne dispose pas d’un tel guide, le moyen alternatif au pré-séchage nécessite de prélever environ trois échantillons de feuille de polycarbonate et de les sécher au four.

Après environ 2 heures, sortez un morceau, chauffez-le à sa température de formation et voyez si des bulles apparaissent.

Si c’est le cas, les pièces ont encore besoin de plus de temps de pré-séchage.

Répétez jusqu’à ce que l’échantillon ne forme plus de bulles.

De toute façon, il est important de changer l’air en circulation dans le four environ six fois par heure pour assurer l’élimination de la vapeur d’eau.

Comme la feuille commence à absorber l’humidité peu de temps après son retrait de l’étuve, il est conseillé de la traiter immédiatement.

ii.Recommandations pour le processus de formage

Lorsque la feuille est chauffée à sa température de formage, elle s’affaisse; il est donc conseillé de prévoir suffisamment d’espace entre le moule et la pince pour en tenir compte.

S’assurer que le réservoir à vide installé est suffisant pour la tâche, capable de supporter une pression d’au moins 20″Hg pendant toute la durée du processus de formage.

Les appareils de chauffage à double face (aka les appareils de chauffage sandwich) conviennent mieux à ce processus, car ils sont plus susceptibles de chauffer uniformément la feuille.

Préchauffez le cadre de serrage et le moule pour éviter les déformations et autres défauts

Pour une production continue, les moules en aluminium sont les meilleurs, en particulier s’ils sont fourrés avec des lignes de contrôle de la température pour contrôler sa température.

Des moules en bois ou en époxy peuvent être utilisés si la production est limitée.

Une surface de moule extrêmement polie peut faire coller le polycarbonate et introduire des poches d’air.

Il est préférable d’avoir un moule sans défaut avec une légère finition mate.

Assurez-vous que les moules utilisés ont pris en compte le rétrécissement naturel qui se produira lorsque le polycarbonate se refroidira.

iii.Formage du drapé

Ce processus de formage est destiné aux produits nécessitant une courbe progressive, comme les pare-brise.

Également appelé four forming, dans cette technique, la feuille est chauffée à sa température de formage dans un four puis placée sur le moule.

Il est ensuite maintenu en place jusqu’à ce qu’il refroidisse.

Vous devez avoir des gants thermiques lorsque vous retirez la feuille du four.

iv. Formage sous vide

Dans ce processus, la feuille de polycarbonate est chauffée à sa température de formage, puis placée sur un moule.

Il est alors contraint de prendre la forme du moule par la création d’un vide.

Le processus est simple: dans la machine de formage sous vide, la feuille est chauffée jusqu’à ce qu’elle devienne pliable tout en étant maintenue en place par le cadre de serrage.

À ce stade, la feuille de polycarbonate souple est abaissée sur le moule.

Il a de minuscules trous de vide, pour faciliter la pompe à vide, qui aspire l’air entre le moule et la feuille.

thermoformage sous vide

Après avoir été thermoformé, le produit final doit refroidir pour conserver sa forme.

Dans certaines machines, des ventilateurs et un jet de brouillard sont engagés pour accélérer le processus de refroidissement.

Ensuite, le polycarbonate formé peut être coupé à volonté.

Ce procédé peut être utilisé pour fabriquer des enseignes de magasin, des gobelets à yaourt, des coques de bateau, des doublures de réfrigérateur et de nombreux autres composants.

Les moules utilisés peuvent être mâles ou femelles, c’est-à-dire

Moules

La décision d’utiliser l’un ou l’autre modèle dépend de la question de savoir si l’esthétique de la surface extérieure est plus cruciale (si c’est le cas, le moule femelle est utilisé).

Ou, que ce soit l’intérieur du produit (auquel cas le moule mâle est utilisé).

v. Thermoformage assisté par bouchon

Il s’agit d’une variante du procédé de formage sous vide dans lequel un bouchon est utilisé pour forcer la feuille à une épaisseur plus constante.

Vous pouvez le comparer au processus de vide en une seule étape.

Ce procédé est également appelé thermoformage mécanique.

Le bouchon est conçu pour s’adapter au moule utilisé, comme une serrure et une clé s’emboîtent l’une dans l’autre.

Dans cette procédure, après avoir chauffé la feuille de polycarbonate à sa température de formage, la feuille est abaissée dans le moule, suivie du bouchon.

Il sandwich la feuille entre le moule et le bouchon.

Un vide est créé pour améliorer la conformité de la feuille au moule.

Moulage assisté par prise

vi. Thermoformage sous pression

De l’air comprimé (réglé à une lecture de 100 psi) est utilisé pour forcer la feuille de polycarbonate à se conformer à la forme de son moule.

Dans le thermoformage sous pression, une force de vide est également appliquée.

Parce qu’il applique deux forces travaillant en tandem sur les feuilles de polycarbonate, ses produits sont plus détaillés que les produits de formage sous vide.

L’image ci-dessous illustre le processus.

Thermoformage sous pression

vii. Thermoformage à deux feuilles

Dans ce processus, deux feuilles de polycarbonate sont serrées ensemble.

En utilisant la pression d’air et l’effet de vide, couler pour former un produit fondu à partir de deux moules différents.

La configuration de départ est la suivante:

Thermoformage à double feuille

Les moules ne doivent pas nécessairement être de la même forme, les polycarbonates ne doivent pas non plus avoir les mêmes propriétés (couleur, épaisseur, etc.).

Cela dit, il est conseillé que la différence d’épaisseur entre les feuilles ne dépasse pas 0,0625 pouce.

Cela exposerait la feuille plus mince à des températures plus élevées tout en essayant d’atteindre la température de formage.

Lorsque les feuilles ont atteint la température de formage, et que les moules ont été verrouillés en place, la pompe à vide est activée

En tirant simultanément la feuille supérieure et la feuille inférieure dans son moule.

Pour accélérer ce processus, une pression est introduite dans l’espace entre les feuilles, au moyen d’une aiguille d’injection d’air pompant de l’air chaud.

Les deux feuilles sont fusionnées de part et d’autre par l’application combinée de pression par les deux moules et de chaleur.

Thermoformage à double feuille

L’utilisation d’air chaud lors du formage à double feuille entraîne le piégeage de cet air lorsque le produit est scellé aux deux extrémités.

Si cet air emprisonné se refroidit, le produit pourrait s’effondrer sous l’effet du vide qui en résulte; les moules avec des trous d’aération pour l’air frais sont donc idéaux pour ce processus.

Un grand avantage des produits formés en double feuille est que le centre creux peut être rempli de matériau de renforcement, tel que de la mousse, pour améliorer encore les propriétés de l’IS.

Facteurs Affectant la qualité du cintrage du polycarbonate

Il existe un certain nombre de facteurs qui affectent le processus de cintrage du polycarbonate. Ils comprennent:

• Rayon de courbure de la feuille de polycarbonate
• Amplitude des contraintes lors du cintrage de la feuille de polycarbonate
• Épaisseur de la feuille de polycarbonate
• Température de cintrage de la feuille de polycarbonate

Applications du cintrage du polycarbonate

La flexibilité des polycarbonates signifie qu’il peut être moulé dans d’innombrables conceptions.

Sous-entendu, il existe d’innombrables dispositifs que vous pouvez fabriquer en pliant du polycarbonate en utilisant l’un des procédés ci-dessus.

Dans les transports, les polycarbonates ont été utilisés pour créer des toits de voitures, des auvent de cockpit sur des jets, des feux de voiture et d’autres composants.

Il est également utilisé dans la fabrication de lunettes, de visières, de boucliers anti-émeute, de jouets, de matériaux de toiture parmi de nombreux autres articles.

FAQ sur le pliage du polycarbonate

Maintenant, avant de déformer ce guide, voici quelques-unes des questions les plus courantes que les gens me posent tous les jours.

1)Comment couper le polycarbonate?

Une scie circulaire est recommandée pour couper le polycarbonate.

2)Comment les polycarbonates sont-ils nettoyés ?

Le polycarbonate est nettoyé à l’aide d’un savon doux et d’eau tiède.

Utilisez un chiffon doux puis rincez à l’eau tiède.

Utilisez de l’alcool isopropylique tamponné sur un chiffon doux pour enlever la graisse et la peinture, puis lavez avec un savon doux et rincez à l’eau tiède.

3) Qu’est-ce qu’un polycarbonate multi-parois?

Il s’agit d’une feuille de polycarbonate qui comprend plusieurs couches, avec des poches d’air entre ces couches.

4)Qu’est-ce que le Lexan ?

Lexan est la marque commerciale utilisée par General Electric pour ses produits en polycarbonate.

Il existe de nombreux autres noms commerciaux pour les feuilles de polycarbonate, tels que Makrolon (Bayer).

5) Les polycarbonates peuvent-ils être recyclés ?

Oui, ils sont recyclables, pour certaines applications, optez toujours pour une feuille de polycarbonate vierge.

6)Peut-on peindre des polycarbonates ?

Certaines peintures sont incompatibles avec les polycarbonates car leurs composants chimiques peuvent dégrader le produit.

Il est donc conseillé de consulter le guide du produit pour savoir quelle peinture utiliser.

Conclusion

Les feuilles de polycarbonate sont un matériau polyvalent et durable avec une faiblesse majeure; elles ne résistent pas aux rayures.

Cependant, puisqu’il existe des additifs pour y remédier et conférer d’autres qualités à la feuille.

Il est clair que les polycarbonates sont les matériaux à utiliser au lieu d’autres composés clairs, où la résistance est souhaitée.

La meilleure partie est que vous pouvez plier le polycarbonate pour fabriquer pratiquement n’importe quel produit de n’importe quelle forme.

Pour plus d’informations sur le pliage du polycarbonate, n’hésitez pas à nous contacter.

Pour en savoir plus:

• Usinage et Fabrication de Feuilles de polycarbonate
• Un Guide de fabrication de polycarbonate