Thermoplastique vs thermodurcissable : que se passe-t-il sous l’action de la chaleur?
Pour expliquer rapidement la différence entre un polymère thermoplastique et un polymère thermodurcissable, faisons une omelette (voir Figure 1). Il nous faut un œuf, une tranche de fromage et une poêle chaude. L'œuf se présente d'abord sous forme d'un liquide (d'un colloïde, pour être exact, mais ne pinaillons pas). Le fromage est initialement un solide, mais quand on le chauffe (sans excès), il se transforme en un liquide visqueux. Après avoir chauffé l'œuf, vous pourrez le laisser refroidir ou le réchauffer mais il ne reviendra jamais à l'état liquide ; il restera solide et c'est aussi le cas des polymères thermodurcissables. En revanche, si vous laissez refroidir le fromage fondu, il reprendra sa forme solide ; réchauffez-le et il fondra à nouveau, tout comme un thermoplastique.
La réticulation (organisation des chaînes d’atomes) détermine de nombreuses caractéristiques des plastiques thermodurcissables. Elle les rend solides, dimensionnellement stables et très résistants à la chaleur et aux produits chimiques (voir Figure 2). Les moules souples en silicone alimentaire en sont un exemple que nous connaissons bien. La réticulation leur permet de supporter une température de four de 250°C et les rend anti-adhérents, deux caractéristiques indispensables pour les moules à gâteaux, mais les plastiques thermodurcissables ont aussi leurs inconvénients. Sous leur forme la plus dure, ils n'offrent pas une aussi bonne résistance à l'impact que les thermoplastiques et ils ont tendance à se briser. La matière ne peut pas être réutilisée et, dans certains cas, il est difficile d'obtenir une bonne finition de surface.
On nous demande parfois si Protolabs peut mouler des plastiques thermodurcissables. Malheureusement, nous ne le pouvons pas. Les matières thermodurcissables sont injectées sous forme liquide non chauffée dans des moules chauds. Les thermoplastiques que nous utilisons sont ramollis sous haute pression, injectés dans des moules et éjectés après refroidissement. Dans certains cas, toutefois, nous sommes en mesure de suggérer des matières thermoplastiques que l'on peut utiliser pour le prototypage (et parfois même pour la production) à la place de plastiques thermodurcissables. C'est souvent le cas de matières thermodurcissables élastiques : caoutchouc, caoutchouc vulcanisé, silicone (sauf s'ils doivent être testés dans des applications à haute température), et certains uréthanes.
Protolabs stocke des élastomères thermoplastiques (TPE), des thermoplastiques vulcanisés (TPV) et des polyuréthanes thermoplastiques (TPU) très divers. Ces matériaux présentent les mêmes caractéristiques élastiques (résilience) et mécaniques (dureté) que les matériaux thermodurcissables élastiques (sauf, comme mentionné précédemment, la tolérance à la chaleur du silicone). Protomold peut, en utilisant ces matières, produire des pièces prototypes destinées aux tests fonctionnels, plus rapidement et beaucoup plus économiquement que lorsqu'on utilise des plastiques thermodurcissables
Protolabs ne peut pas choisir la matière à votre place mais les ingénieurs de notre service clientèle sont à votre disposition au +33 (0)4 79 65 46 50 pour vous aider à examiner les différentes caractéristiques des thermoplastiques disponibles. Vous pourrez ainsi déterminer si certains seraient adaptés à la réalisation de vos prototypes pour des pièces qui seront ensuite fabriquées en plastique thermodurcissable ou parfois même décider d'utiliser une matière thermoplastique pour réaliser votre projet.