Contribution experimentale et numerique aux procedes de moulage par soufflage et de thermoformage

Experimental and numerical contribution to the blow moulding and thermoforming processes

• Auteur / Autrice : Erwan Verron
• Direction : Bernard Peseux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

Les procedes de mise en forme de corps creux plastiques, tels que le moulage par soufflage et le thermoformage, mettent en jeu des phenomenes de deformations viscoelastiques des polymeres a haute temperature. Dans le cadre de la simulation numerique par elements finis de ces procedes, la connaissance du comportement structurel non-lineaire de ces polymeres est donc primordiale. Dans ce contexte, nous avons realise un montage experimental de soufflage de membranes planes permettant la reproduction des etats de deformations biaxiaux rencontres lors des procedes. Une campagne d'essais de soufflage sous debit constant d'air a ainsi pu etre menee sur l'abs (acrylonitrile butadiene styrene), ce qui nous a permis de mettre en evidence le caractere viscoelastique de ce materiau ainsi que l'importance de l'evolution de la pression a l'interieur de la bulle. De plus, les constantes de diverses lois de comportement hyperelastiques et viscoelastiques non-lineaires ont ete identifiees avec succes a partir de ces essais. Dans un second temps, nous avons developpe un code de calcul par elements finis pour simuler ces procedes, en y implantant les lois de comportement precedentes. La paraison est modelisee par des elements finis de membrane triangulaires a trois noeuds et la formulation du probleme est dynamique. Le contact entre les parois du moule et la paraison est suppose collant. Pour la resolution, nous utilisons un schema d'integration temporelle explicite. De plus, un module de raffinement de maillage prenant en consideration les changements de geometrie a ete developpe. Pour une meilleure prise en compte du contexte industriel, il est possible d'imposer a la paraison un debit d'air plutot qu'un chargement en pression. Des comparaisons avec des resultats semi-analytiques et experimentaux ont permis de valider cet outil.