Retrait, cristallisation et tenue thermique des pièces injectées
Deux questions reviennent dès les premières pièces : les cotes seront-elles respectées, et la pièce tiendra-t-elle en température ? Les réponses se lisent dans trois valeurs de la fiche technique.
Un retrait souvent faible
Le retrait est la contraction de la pièce entre l’empreinte et son état refroidi. Sur les fiches techniques consultées qui l’indiquent, il est inférieur à 0,5 % pour la plupart des compounds biosourcés, et de 1 à 2 % pour le Vegemat® BIOREC-AN 01, mesuré sur une largeur de référence de 20 mm.
Conséquence pratique : un moule dimensionné pour un polypropylène, dont le retrait se situe couramment autour de 1 à 2 %, ne donnera pas forcément des pièces aux mêmes cotes avec un bioplastique à faible retrait. Avant de réutiliser un outillage existant, injectez des pièces d’essai et mesurez-les.
Cristallisation et tenue en température
Le PLA, base de nombreux compounds, peut être amorphe ou partiellement cristallisé. Amorphe, il ramollit vers 55 à 60 °C, sa température de transition vitreuse. Cristallisé, il conserve sa rigidité bien au-delà. La formulation — agents nucléants, charges, association avec d’autres polymères — et les conditions de moulage, notamment la température du moule, déterminent la part cristalline de la pièce.
Certaines formulations demandent une post-cristallisation : un recuit des pièces après moulage pour développer leur cristallinité. C’est une étape supplémentaire, qui peut aussi faire légèrement évoluer les cotes. Le fabricant présente ainsi le Vegemat® MINE-AN 800 comme une évolution du MINE-AN 600 qui ne nécessite pas de post-cristallisation, ce qui simplifie le cycle de production.
Lire la HDT
La température de fléchissement sous charge (HDT, norme ISO 75) est la température à laquelle une éprouvette soumise à une contrainte donnée atteint une flèche normalisée. La méthode B applique une contrainte de 0,45 MPa. C’est le meilleur repère d’une fiche technique pour comparer la tenue thermique de deux matières.
| Grade Vegemat® | HDT B | Usage visé par le fabricant |
|---|---|---|
| CER-AN 04 | 47 °C | Emballages alimentaires rigides |
| FLEX-AN 09 | 47 °C | Emballages alimentaires rigides |
| CER-NZ 03 | 50 °C | Pots à semis, pièces non alimentaires |
| FLEX-AN 07 | 50 °C | Emballages alimentaires |
| FLEX-AN 08-45 | 50 °C | Emballages semi-rigides, gobelets |
| FLEX-NN 10 | 50 °C | Clips et attaches agricoles |
| FIB-AN 03K30 | 57 °C | Couverts, assiettes, gobelets |
| MINE-AN 800 | 60 °C | Couverts, vaisselle, gobelets |
| MINE-AN 600 | 70 °C | Couverts, vaisselle, gobelets |
| MINE-AN AGRI 600 | 70 °C | Clips agricoles, vaisselle |
| BIOREC-AN 01 | 75 °C | Pots, bouchons, tubes, clips agricoles |
| FIB-ANC 04K20, 05K20, 06K20 | 110 °C | Capsules de café, emballages remplis à chaud |
Source : fiches techniques Vegemat®, valeurs typiques indicatives.
Une HDT de 50 °C n’interdit pas un usage à température ambiante. Elle signale en revanche qu’une pièce laissée en plein soleil, dans un véhicule ou au contact d’un liquide chaud risque de se déformer. Pour les capsules de café et le remplissage à chaud, la famille FIB-ANC, à 110 °C, est formulée pour ces contraintes.
Un indicateur maison : l’angle de déformation en étuve
Certaines fiches complètent la HDT par un essai propre au fabricant : une éprouvette placée une heure en étuve à 80 °C, dont on mesure l’angle de déformation. Plus l’angle est faible, plus la pièce reste stable. Les valeurs relevées vont de 3° pour le FIB-AN 03K30 à 38° pour le CER-AN 04, 51° pour le CER-NZ 03 et 55° pour les FLEX-AN 07 et 08-45.
Conseils de conception
- Visez des épaisseurs de paroi régulières : les variations d’épaisseur favorisent retassures et déformations.
- Préférez des nervures à des parois épaisses pour rigidifier une pièce.
- Arrondissez les angles vifs, sources de concentrations de contraintes, surtout avec les grades à faible allongement.
- Prévoyez un refroidissement suffisant : une pièce démoulée trop chaude, au-dessus de sa température de ramollissement, se déforme.
Les déformations et retassures sont traitées en détail dans le guide des défauts.