Thermoformage de mousse HyboFOAM®
L'HyboFOAM® peut subir une déformation plastique entre 190 °C et 210 °C. Le chauffage peut être effectué au four ou à l'aide d'un équipement de chauffage infrarouge. La durée de maintien à cette température dépend de l'épaisseur de la feuille de mousse (environ 1 minute par mm).
En raison de la faible capacité thermique massique de la mousse et de l'augmentation significative de sa surface due aux nombreuses cellules découpées, la température de sa surface peut chuter rapidement. Par conséquent, entre la sortie du four et le façonnage, le temps d'exposition doit être minimisé. Les plaques HyboFOAM® doivent être protégées afin d'éviter une chute de température excessive et de garantir le maintien de la température requise pour le thermoformage. Les matériaux de protection peuvent inclure du tissu de coton, du feutre respirant, de la fibre de verre ou du caoutchouc de silicone.
Pour la fabrication des matériaux de base, il est préférable de veiller à ce que les déformations courbes se produisent principalement dans une seule dimension ou, si elles sont faibles, dans deux dimensions. Par exemple, lors de la fabrication d'un radôme, en raison de sa courbure non extensible, il convient de le diviser en 6 à 8 sections identiques en forme de coin. Après thermoformage de chaque section, ces pièces peuvent être assemblées pour former un noyau de radôme complet.
Les exigences en matière de résistance à la chaleur pour les moules utilisés en thermoformage ne sont pas très élevées. Par conséquent, les moules en bois, en polyester, en résine époxy ou en fibre de verre conviennent parfaitement. Une fois que les pièces thermoformées ont refroidi à une température inférieure à 100 °C, elles peuvent être démoulées.
Les procédés de thermoformage utilisant de la mousse comprennent principalement le formage sous pression dans un moule, le formage sous vide et la déformation à froid avec fixation à chaud. Les deux premiers procédés nécessitent un chauffage préalable de la mousse avant le formage, tandis que le dernier consiste à former la mousse puis à la chauffer pour la fixer.
Formage par compression moulée
Lors du moulage par compression, la feuille de mousse, après thermoformage, doit subir un usinage mécanique pour obtenir les dimensions souhaitées, ce qui complexifie le positionnement précis lors de la post-production. Comparé aux procédés de déformation à froid et de thermofixation, le moulage par compression permet de réaliser des déformations plus importantes. Selon le moule utilisé, il peut être mis en œuvre avec des moules rigides double face, un moulage simple face, ou encore un moule rigide et un moule souple.
1. Moule rigide double face :
Ce moule permet un contrôle précis de l'épaisseur de la feuille de mousse lors du formage. La feuille obtenue peut présenter une surface courbe déployable ou non déployable. Son principal inconvénient réside dans la nécessité de créer des moules mâle et femelle.
2. Moule rigide à une seule face :
Généralement utilisé pour les feuilles de mousse épaisses ou les déformations importantes, le moule simple face permet le thermoformage à l'aide d'une presse. Cependant, la variation d'épaisseur dans le sens de la feuille de mousse est difficile à contrôler lors du moulage. Comme illustré sur la figure 3.28, la déformation résultante produit une surface sphérique non déployable, déformée dans les deux directions. Bien que similaire au procédé de moulage par compression avec moule simple face, la déformation dans ce cas s'effectue généralement dans une seule direction, permettant à la feuille de conserver une surface courbe déployable, comme illustré sur la figure 3.29.
Thermoformage sous vide
Le procédé de thermoformage sous vide utilise également une conception à deux moules (un rigide et un souple). Cependant, contrairement au moulage par compression à moule simple face décrit précédemment, cette méthode exploite l'aspiration sous vide pour thermoformer des surfaces courbes non déployables (voir figure 3.30). Après thermoformage, la feuille de mousse nécessite un usinage mécanique pour obtenir les dimensions souhaitées. En raison des limitations de l'aspiration sous vide, la déformation est relativement restreinte par rapport au moulage par compression à moule simple face.
Déformation à froid et mise en forme à chaud
Dans cette méthode, la feuille de mousse est d'abord découpée aux dimensions précises, une fois dépliée, de la surface courbe. La mousse est ensuite fixée sous vide sur le moule et chauffée à la température de déformation thermique dans un four. Cette température est maintenue pendant une heure, puis la mousse est refroidie progressivement à température ambiante. L'avantage de cette méthode réside dans l'excellent contrôle qu'elle offre du processus de thermoformage. Si le positionnement est précis, aucun post-formage n'est nécessaire. Cependant, la capacité de déformation à froid de la mousse est limitée et ne peut être trop importante, notamment pour le formage de surfaces courbes non déployables.
Il est à noter que, exceptionnellement, et en raison des caractéristiques du procédé de fabrication de la mousse, la feuille de mousse finie peut se déformer légèrement après un certain temps de stockage. Ce phénomène est dû à l'absorption d'humidité et à la relaxation des contraintes internes, et ne constitue pas un défaut du produit. Ce processus est réversible et n'affecte pas la qualité du produit. La procédure de remodelage est la suivante :
Placez la plaque de mousse à l'horizontale et répartissez uniformément des poids, comme des plaques d'acier ou d'aluminium, dessus jusqu'à ce qu'elle se déforme élastiquement et s'aplatisse à température ambiante. Veillez à répartir le poids uniformément, sans concentration en un point précis, car cela pourrait créer des creux à la surface de la mousse après le remodelage.
Placez la mousse et la charge dans un four à circulation d'air chaud. Chauffez jusqu'à 200 °C à raison de 1 °C par minute et maintenez cette température pendant 8 à 10 heures (selon l'épaisseur de la feuille de mousse). Une fois la température de 200 °C atteinte, laissez la mousse refroidir à température ambiante dans le four avant de la retirer.
