Les produits en silicone sont omniprésents dans notre vie quotidienne et nos applications industrielles. Dans le processus de fabrication du silicone, l'équipement joue un rôle déterminant. Cet article présente les machines clés utilisées à chaque étape de la production, en expliquant leurs fonctions et les principes fondamentaux du processus, afin de vous permettre de comprendre le cœur de la fabrication du silicone, du début à la fin.
Préparation des matières premières : Mélange et matériel de préparation
La première étape de la production de silicone consiste à traiter la matière première. Un mélange de haute qualité garantit des propriétés physiques uniformes et assure la régularité du moulage. Les principales machines comprennent des malaxeurs, des laminoirs à deux cylindres et des systèmes de refroidissement et de stockage.
Pétrisseur / Mélangeur Banbury
- Le malaxeur est une machine essentielle au traitement du silicone brut. Il mélange le caoutchouc de base, les charges, les pigments et les additifs sous fort cisaillement. À l'intérieur de la chambre étanche, deux rotors génèrent friction et compression pour chauffer et disperser les matériaux de manière homogène.
- Les malaxeurs modernes sont équipés de systèmes de contrôle de la température afin d'éviter un durcissement prématuré. Pour le silicone transparent ou de qualité médicale, un contrôle précis de la température et du temps est essentiel pour préserver sa transparence et sa pureté.
Laminoir à deux cylindres
- Après le malaxage, le mélange est affiné dans un laminoir à deux cylindres. Deux cylindres en acier tournent en sens inverse pour presser et aplatir le matériau, améliorant ainsi la dispersion des pigments et des additifs. À ce stade, les opérateurs peuvent ajuster l'épaisseur, ajouter de la couleur ou incorporer d'autres matières.
- La température et l'écartement des cylindres doivent être parfaitement maîtrisés. Une température trop élevée peut provoquer un roussissement ou une vulcanisation prématurée, tandis qu'une température trop basse entraîne un mélange irrégulier et une mauvaise aptitude au travail.
Système de refroidissement et de stockage
- Après le fraisage, le composé de silicone reste chaud et nécessite un refroidissement pour stabiliser sa structure moléculaire. L'équipement courant comprend des convoyeurs de refroidissement, des machines de découpe automatiques et des rayonnages de stockage. Certains systèmes utilisent des cuves de stockage sous vide pour éliminer l'air emprisonné, garantissant ainsi une densité et une uniformité élevées lors du moulage ultérieur.
Étape de moulage : Le cœur de la formation du produit
Le moulage est l'étape clé au cours de laquelle le silicone prend sa forme finale. Selon le matériau et le type de produit, les machines courantes comprennent les presses à compression, les presses à injection et les extrudeuses.
Moulage par compression Machine
- Le moulage par compression est utilisé pour les produits en silicone solide tels que les joints d'étanchéité, les claviers et les ustensiles de cuisine. Le moule chauffé et la pression appliquée permettent au silicone de durcir et de prendre sa forme finale.
- Les presses modernes sont équipées de systèmes de ventilation automatique et de contrôle de la température afin de garantir des produits denses et sans bulles. La durée du cycle dépend de l'épaisseur de la pièce et du système de polymérisation. Pour les moules de grande taille ou à cavités multiples, les presses sous vide sont privilégiées pour une meilleure apparence et une transparence accrue.
Moulage par injection de liquide Machine (LIM)
- Les machines LIM traitent le caoutchouc de silicone liquide (LSR), idéal pour les applications de haute précision et propres comme les articles pour bébés, les pièces électroniques et les composants médicaux.
- Ces systèmes comprennent une unité d'alimentation, une unité de dosage et de mélange, un système d'injection et un ensemble de moules. Deux composants liquides sont mélangés dans des proportions précises et injectés sous haute pression pour un moulage et un durcissement automatiques.
- LIM offre une efficacité élevée, un minimum de déchets et une excellente homogénéité. C'est le choix privilégié pour les produits de précision et les applications exigeant une hygiène irréprochable.
Extrusion Machine
- Les extrudeuses servent à fabriquer des profilés en silicone continus tels que des tubes, des joints et des gaines de câbles. La vis sans fin tourne pour plastifier le composé et le pousser à travers une filière, formant ainsi des pièces continues.
- Le silicone extrudé est ensuite polymérisé dans un four de vulcanisation à air chaud (HAV). Des paramètres tels que la répartition de la température, la vitesse de la vis et la conception de la filière déterminent la régularité de la surface et la précision dimensionnelle. Les machines les plus performantes intègrent souvent un système de mise sous vide pour accroître la densité et la stabilité du produit.
Vulcanisation et le durcissement : la clé d’une performance stable
La vulcanisation transforme le silicone de l'état plastique en un solide élastique. La chaleur ou des réactions chimiques créent un réseau tridimensionnel qui confère au silicone sa flexibilité et sa durabilité.
Four de vulcanisation à air chaud
- Les fours HAV sont largement utilisés pour les produits en silicone extrudé. Un flux d'air chaud uniforme assure une réticulation complète.
- La température est généralement d'environ 200 °C et la vitesse du convoyeur est ajustée en fonction de l'épaisseur du produit. Une bonne circulation d'air empêche le jaunissement et la formation de bulles, garantissant ainsi une couleur et une finition uniformes.
Ligne de vulcanisation du tunnel
- Les lignes de production en tunnel sont conçues pour la production en continu de produits longs tels que des tubes ou des gaines de câbles. Le contrôle de température multizone permet un chauffage, un durcissement et un refroidissement précis.
- Grâce à l'alimentation, au déchargement et au refroidissement automatiques, ces systèmes permettent une production entièrement automatisée, améliorant ainsi l'efficacité et la régularité. Pour les produits à grand volume ou standardisés, les lignes tunnel réduisent considérablement les coûts.
Équipements de post-traitement et de traitement de surface
Après le moulage, de nombreux produits en silicone nécessitent un traitement secondaire pour améliorer leur apparence, leur texture ou leur fonctionnalité.
Machine à ébavurer/à tailler
- Les produits moulés présentent souvent des bavures excessives sur les bords. Les machines d'ébavurage automatiques utilisent la congélation à basse température pour rendre ces bavures cassantes, puis les éliminent par tribofinition ou à l'aide de lames à grande vitesse.
- Comparés à la coupe manuelle, les systèmes automatisés sont plus rapides, plus propres et offrent un aspect plus uniforme.
Machine de sérigraphie / tampographie
- Ces machines impriment des logos, du texte ou des motifs décoratifs sur des surfaces en silicone. La sérigraphie convient aux produits plats, tandis que la tampographie est adaptée aux formes courbes ou complexes.
- Avant l'impression, un traitement de surface peut être appliqué pour améliorer l'adhérence de l'encre. Certaines imprimantes de pointe sont équipées de systèmes de séchage UV pour accélérer le séchage et optimiser la productivité.
Équipement de pulvérisation/revêtement
- La pulvérisation ou le revêtement confèrent des propriétés de surface spécifiques telles qu'un toucher soyeux, une résistance à la poussière ou une protection contre l'usure. Les produits à usage médical et alimentaire subissent souvent un traitement plasma ou corona avant revêtement afin d'éliminer les impuretés et d'améliorer l'adhérence.
- Les lignes de revêtement modernes utilisent des bras robotisés dans des environnements propres pour des finitions lisses, uniformes et écologiques.
Équipements de test et de contrôle de la qualité
Pour garantir des performances et un aspect constants, chaque produit en silicone doit subir des contrôles de qualité rigoureux. Les appareils de test courants comprennent :
| Élément de test | Équipement | But |
| Test de dureté | Testeur de dureté Shore | Mesure la consistance de la dureté |
| Essai de traction | Machine de traction | Teste la résistance, l'allongement et la résistance à la rupture |
| Test de densité | densimètre | Vérifie l'uniformité des matériaux |
| Test de vieillissement | Four de vieillissement à air chaud | Évalue la résistance à la chaleur et au vieillissement |
| Test de jaunissement | Testeur de vieillissement UV | Évalue la stabilité de la couleur du silicone transparent ou de couleur claire |
Les lignes de production haut de gamme peuvent également inclure des systèmes d'inspection visuelle pour le contrôle en temps réel des dimensions et des défauts, garantissant ainsi une qualité uniforme.
Conclusion
La qualité des produits en silicone repose sur une combinaison optimale de machines et un contrôle précis des procédés. Du mélange des matières premières au moulage, à la vulcanisation et aux tests, chaque étape nécessite un équipement spécifique. Ensemble, ces éléments garantissent à chaque produit en silicone des performances stables, un aspect soigné et une qualité irréprochable.
