Etuve pour thermoformage
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Bonjour à tous!
Je me contente habituellement de lire ce forum, mais aujourd'hui j'ai besoin d'une aide technique donc je poste, sachant que je peux compter sur le savoir-faire de tous les GNistes experts en bidouillages de tous types :D
Je poste ici, parce que finalement ce que je conçois, c'est un gros outil. J'espère que ça dérangera pas trop, parce que même si on peut s'en servir pour le GN, c'est pas pour ça que je le construis...
Note: j'utilise abusivement la première personne, nous sommes trois étudiants sur ce projet d'étuve et bien plus (d'ailleurs les autres sont bien plus compétents) sur la réalisation dans son ensemble. :)
Je suis élève-ingénieur en première année à l'UTC (à Compiègne) et dans le cadre de mes études je travaille ce semestre sur la réalisation de la coque d'un voilier. Ce projet est à caractère pédagogique et social, car il servira notamment à terme à faire découvrir la voile à des personnes qui sont atteintes d'un handicap moteur. Le bateau est en effet conçu pour embarquer jusqu'à 6 personnes, dont deux fauteuils roulants.
Rapidement la technique utilisée sera de thermoformer de grandes plaques de mousse à cellule fermée sur la forme, puis de recouvrir avec de la toile de verre qui sera rigidifiée avec de la résine epoxy.
Ma tâche spécifique durant le premier mois est de mettre au point une étuve pour ramollir les plaques de 200*90 cm qui seront posées chaudes sur la forme. La température intérieure doit être de 90°C à plus ou moins 10°.
Notre budget est de... 40 euros gracieusement fournis par l'école (le contribuable en fait). Sachant que nous avons un deuxième outil spécifique à construire après, voire éventuellement un troisième. Donc ça va surtout être de la récupération...
L'étuve sera fabriquée à partir d'une armoire métallique de ce type:
Heureusement, nous l'avons déjà. Le volume approximatif est de 1 mètre cube.
Nous nous sommes arrangés avec l'atelier pour qu'il commande un isolant thermique pour limiter les pertes de chaleur. Il s'agira de polystyrène extrudé (qui devrait tenir car la température de fusion est à 165°C).
Il faut des résistances pour chauffer l'intérieur, un ou plusieurs ventilateurs pour uniformiser la température de l'air dans l'armoire, un thermomètre, un moyen de tenir les plaques (vraisemblablement deux à la fois) dans l'armoire.
Je vais donc détailler le problème.
Limiter les pertes de chaleur
Comme je l'ai dit, l'armoire sera isolée thermiquement avec du polystyrène extrudé. Je pensais le faire tenir avec du scotch double-face, mais je sais pas si ça conviendra. A mon avis, il faudra usiner un peu les plaques afin d'assurer un maximum d'étanchéité, pour ça, je pense que j'utiliserai la technique pour couper les tranchants de lame expliquée sur ce site. ON peut éventuellement aussi ajouter de l'alu sur le polystyrène pour améliorer la convection.
Je cherche par contre un matériau pour assurer l'étanchéité au niveau des portes, afin que l'air de l'extérieur n'entre pas (ou moins). Un joint en caoutchouc noir est ce vers quoi je tendrai naturellement, mais j'ignore si cela fera l'affaire.
Chauffer
J'ai du mal à me représenter ce que représente une température de 90°C pour un gaz. Donc j'ignore si un radiateur peut atteindre cette température (en virant le thermostat?). Je pense que c'est possible, une plaque électrique arrive à faire bouillir de l''eau... Enfin ça va sans doute dépendre de la qualité de l'isolation.
Les résistances pour chauffer seront sans doute récupérer à gauche à droite, dans divers appareils électroménagers.
Ensuite concernant les branchements électriques, je n'ai pas non plus de grandes notions dans ce domaine. Mais je doute que brancher une dizaine de résistance de tous types en série soit une excellente idée. Sans oublier qu'il faudra aussi ajouter un ou plusieurs ventilateurs. Elles seront sans doute réparties en bas de l'armoire, l'air chaud montant. Les ventilateurs seront par contre placés en haut vraisemblablement.
Bref, ici, surtout un problème dû à mes méconnaissances électriques.
Maintenir les plaques
Le chef du projet avait pensé mettre une grille en bas, juste au dessus du système de chauffage, sur laquelle reposerait les plaques. J'ai peur qu'elles ne passent à travers dans un cas extrême, ou même qu'elles ne soient marquées (ce qui serait mauvais pour l'étanchéité de la coque et qui demanderait plus de résine).
J'ai donc pensé à les suspendre à l'aide de pinces qu'il faudra usiner. Mais là encore, il se pourrait que la plaque glisse lorsqu'elle va ramollir. Ce qui serait catastrophique car elle tomberait sur les résistances.
Une autre solution serait de poser les plaque sur des planches en bois bien lisses au-dessus des grilles.
Je ne sais pas laquelle est la meilleure.
Manutention
Encore quelques problèmes qui vont se poser lors de la manutention des plaques.
Je suppose que pour que le thermoformage soit efficace, il faut que la température interne soit uniforme. Donc il faut mettre les plaques une fois que la température est bonne. Mais il faudra ouvrir les portes à ce moment, ce qui fera entrer l'air froid. Je ne sais pas si ce sera très gênant, mais de toute façon, nous serons obligés d'ouvrir. Est-ce que le fait de chauffer le mileu intérieur jusqu'à une température de 120°C (à titre indicatif) puis de régler à 90°C une fois la plaque à l'intérieur serait suffisant?
Autre problème, l'armoire/étuve sera à une dizaine de mètres du voilier, avec une porte à passer. La température de l'atelier est d'environ 12 à 17°C. Cela ne risque-t-il pas de durcir la plaque en surface le temps que le trajet se fasse? Ce qui pourrait être gênant, j'imagine que lors du formage, les la surface pourrait se déchirer, ouvrant ainsi les bulles (là encore, on augmenterait les besoins en résine).
Il y a aussi des problèmes de manipulation de la machine si l'isolation est mauvaise. Ca me ferait mal de me brûler en m'appuyant dessus, ou en ouvrant les portes.
Bref, de nombreuses interrogations au premier soir du lancement de l'idée. Mais il y en aura sûrement beaucoup d'autres, car c'est un projet ambitieux. D'ailleurs, il ne respecte pas les règles établies sur un site de costume dont je ne me souviens plus le nom, selon lesquels on ne peut pas avoir ces trois propositions ensembles: "Je veux que ce soit parfait. Je veux que ce soit bon marché. Je le veux maintenant." Donc sachant qu'on a pas des masses d'argent et qu'on a un mois pour la concevoir et la construire, je vous laisse imaginer le nombre de problèmes...
Cependant, si on arrive à faire ça dans un budget serré (on dépassera sûrement, mais on a essayer de faire le plus près possible de 40), ça peut être intéressant pour l'appliquer au thermoformage de matériel pour le GN.
(une étuve à 100euros pour former jusqu'à 4 plastons à la fois ça peut être intéressant, non?)
En tous les cas, je vous remercie d'avoir prêté un peu d'attention à ce sujet :)
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tsss, pour travailler à 90° C, le plus simple est de prendre une baignoire (ou l'étuve couchée sur le sol :) ) de la remplir d'eau bouillante. tu mets tes plaques de mousse dedans, elle seront rapidement à 90°C. tu les laisse une minutes dedans et tu les retire et tu les applique de force sur ta forme : la monté en température des plaque seras plus rapide et plus uniforme dans la flotte, car l'eau est un conducteur thermique 11 fois plus efficace que l'air. travaillez avec des protection thermiques : 90°C ça brule !!!!
franchement l'idée de l'étuve est fantaisiste : vous feriez mieux de vendre l'armoire en métal à fin de financer votre projet au lieu de perdre de l'argent àfabriquer l'étuve (qui de toute façon ne fonctionneras pas
je doit dire aussi que je ne comprends pas pourquoi vous voulez thermoformer la mousse : c'est plus simple et moins dangereux d'utiliser ma FT (http://www.trollcalibur.com/index.php?name=News&file=article&sid=61 ) pour faire un patron 2D et retrouver la forme 3D en collant les pièces de mousse à la néoprène. de toute façon pour faire une coque acceuillant 6 personnes (c'est une coque d'au moins 3m de long, 1,50 m de large et 1 m de profondeur), vous avez aucune chance de trouver des plaques suffisament grande et de toute façon ça rentrera pas dans votre étuve (ni dans la baignoire) !
maintenant, votre mousse que vous voulez utiliser, c'est du plastazote je suppose ? vu votre budjet, je vous ferais remarquez que vous avez de quoi acheter 4 m2 de plastazote épaisseur 1 cm... bref votre budjet vous permet même pas d'acheter la mousse. je ne comprend d'ailleur pas pourquoi vous voulez utiliser de la mousse pour faire l'armature !!! il est évident que pour une coque de cette taille, le tapis mousse est trop mou : il va s'affaisser sous son poids !!!! il y a d'autres matériaux utilisable, et moins cher (papier maché, grillage, mousse expansive polyuréthane, contre-plaqué...).
toujours au sujet de votre budjet, même acheté en gros, la résine polyester pour stratifié (la moins chère), c'est 30 euros HT les 5 kg et le mat de verre, c'est autour de 4 euros HT le m2 ! vous n'avec pas non plus de quoi acheter la résine stratifié avec votre budjet.
ensuite en j'aimerais bien savoir ce que vous voulez utiliser comme "forme" pour thermoformer votre coque ?
pourquoi vous faites pas un moule pour tirer votre coque dedans ? ça seras plus beau que de badigeonner une structure de résine stratifiée... et plus hydrodynamique ! sinon, ça risque plus de ressembler à une épave qu'à un bateau.
le thermoformage c'est une drôle d'idée dans votre cas !!! le thermoformage de grande pièce est un procèdé industriel nécessitant un fort investissement financier et ne pouvant se faire avec des matériaux de récup !
c'est quoi cette école qui forme des MacGuyver en guise d'ingénieur ?
Comme briareos, moi je fais ça à l'eau chaude ou au decapeur.
Comme lui aussi, je vois pas quelle mousse vous allez utiliser.
Du plastazote ? Il a aucune caractéristique intéressante pour faire un support de coque et coute la peau des fesses. Y a pas beaucoup de mousses qui s'y prétent il me semble. Pas les mousses souples en tout cas.
Pourquoi pas faire comme tout le monde: blocs assemblés de polystirene fin dans lequel vous sculptez la coque . A la limite vous pouvez ensuite plaquez une base de coque en plaque de pvc que vous ramollisez au décapeur thermique.
Ca vous exonerera sans doute pas de faire une vraie coque en fdv et résine mais au moins vous aurez une base de coque pour pas cher.
Encore que...y a des gens qui donnent de vieilles coques des fois. Ca les encombre et ils veulent pas payer pour s'en débarasser. Allez fureter sur les bords de seine ou de marne et dans les chantiers.
C'est vrai que c'est curieux qu'on vous pousse à faire une coque sur une base mousse molle...
Vous devriez faire une maquette de 60cm avec de la mousse 3mm et verifier les contraintes avant de vous lancer dans quoi que ce soit.
Moi je prendrais l'armoire, je la calfaterais bien et j'aurais plus de chance de naviguer qu'avec un 6m en mousse ;)
alors je veut pas avoir l'air d'insister, mais pourquoi vous vous emmerdez avec des plaques de mousse ? autant faire une coque intérieur et une coque extérieur qui s'emboite et couler une mousse polyuréthane bicomposante à cellule fermé entre les 2 coque.
Giftzwerg wrote:
Pour ce qui est de couper la mousse comme ta FT sur le bras musclé, c'est impossible, parce qu'il faut qu'il n'y ait absolument aucun trou dans la surface en mousse.
ma technique ne laisse pas de trou !? je comprend pas bien ce que tu veux dire.
tu nous a toujours pas dit le nom ou la composition de tes plaques de mousse !
Vous pouvez prendre une vieille tank a huile( je sais que c'est pas le mot mais je ne me souviens plus ) comme baignoire.
Proposition Murena : un bidon ???
Nan en fait la mousse de flottaison (ou je sais plus comment ça s'appelle exactement) c'est une mousse injectée entre les deux parois de la coque. genre mousse bi composant ou comme celle que tu trouve en bombe à casto.
Si vous avez besoin d'étanchéité, vous coupez selon la technique de briareos et vous collez proprement. Eventuellement des renforts collés sur l'exterieur des jointures avec du duck tape.
Mais heu...., je vais faire le chieur, mais sous vide tu crois que la mousse va garder la forme ? Moi pas.
Si vous enduisez le mat de verre avec la résine faut éviter les bulles, mais de là à faire le vide entre la résine et la mousse .....en général le tissu s'imprégne tout seul et tu passe un rouleau pour virer les bulles.
Ceci dit mon expérience de fabrication de coques en résine se limite à quelques kayaks et remonte assez loin dans le temps.
N'empéche j'utiliserais pas de la mousse ni une étuve mais un grillage avec du platre synthétique et du crin et du papier de verre.
Autre question: Vous avez mis de la résine sur la mousse pour voir comment ça réagit ?
Votre projet d'études porte-t-il impérativement sur une réalisation en matières composites ? Si oui, prenez donc contact avec un club de canoe-kayak des alentours, vous pourriez d'ailleurs en associer quelques membres à votre projet. En général ces gens savent travailler la fibre de verre et les composites et sont au fait des contraintes qu'imposent ces matériaux.
Sinon, pourquoi ne pas se lancer dans la réalisation d'un bateau en contreplaqué ? On trouve des plans, des modèles, des conseils et du matériel sur internet pour pas trés cher. Une petite recherche via google ou autre vous en convaincra mieux que moi.
Pour les matériaux composites ils doivent être au point à priori, parce que le projet est surveillé par un enseignant-chercheur spécialiste des matériaux composites et compte au moins un étudiant spécialisé dans ce domaine et deux autres ayant déjà une expérience de cet type de construction.
Les tests ont déjà été faits. Voici la technique: http://video.google.fr/videoplay?docid=8860642477416859121&q=bateau+utc
Comme vous le voyez, la résine progresse sur la mousse. Le dispositif est sous vide.
Je demanderai le nom exact de la mousse où sa composition au plus tard lors de la prochaine réunion dans 10 jours.
Mais elle devrait garder la forme, en se comprimant uniformément.
Cela dit, il nous a parlé de mousse durant la présentation et c'est ce qui est marqué sur le site sur intranet, mais j'ai plutôt vu des plaques solides dans le laboratoire, donc je demanderai, ce sera bien plus sûr.
Pour les trous, ce que je voulais dire, c'est que la forme obtenue sur un plan est très irrégulière. Et comme il faut maintenir les arrêtes collées parfaitement et de facon étanche avant de faire le vide pour mettre la résine, il faudra ajouter un matériau. Du mastic ou quoi que ce soit d'autre. Ce qui rajoutera du poids et gênera sans doute la progression de la résine lors de l'infusion. Sans compter que plus il y a de joints, plus il y a de chances qu'il y en ait un défectueux.
Pour la technique de Briareos de faire deux coques et de remplir l'interstice avec de la mousse de polyuréthane, il faut un moule solide. C'est d'ailleurs la technique la plus souvent utilisée. Mais en ce qui concerne le projet, le choix a été différent. Pourquoi? Je n'en sais absolument rien je dois dire. J'arrive avec un an de retard dans le projet, et je n'y resterai vraisemblablement que 6 mois (j'espère plus quand même).
Enfin cette technique revient moins chère que de construire un moule solide. Car on a juste une forme globale à avoir. Puis la coque est formée sur la mousse (qui remplit le rôle du moule).
Pour en revenir à l'étuve, je suis moi aussi assez sceptique. Mais pourtant tout le monde y croit, que ce soit les 5 enseignants-chercheurs qui sont en charge du projet (un pour le bateau et quatre spécialement sur l'étuve et les autres petits trucs) ou les différents élèves ingénieurs qui travaillent dessus. Cela dit, on a d'un côté un professionnalisme extrême, avec des batteries de test qui ont duré des mois, et de l'autre un amateurisme extrême où on estime qu'on peut construire une machine parfaite avec un budget dérisoire. En théorie, tout va marcher parfaitement, mais comme on a jamais fait la pratique, et que presque personne n'utilise cette technique, on va faire ça assez intuitivement.
je suis arrivé sur un programme de recherche en biologie sur un poisson en voie de disparitionavec 1 thèsard, 1 chef de labo du CNRSvet un ingénieur de la DIREN : ça faisait depuis 10 ans qu'ils tentaient de reproduire un poisson en vain... faut dire qu'ils avait des techniques de reproduction folkloriques :D... ben, moi pauvre technicien piscicole qui arrive en désespoir de cause, j'ai réussi du premier coup leur reproduction et plusieurs années de suite :)
dés fois, les petites mains réfléchissent mieux que les grosse têtes :D
Juste une petite note pour dire que c'est fini (avec 20 jours de retard). Notre étuve marche super bien, on a pas oser aller au-dessus de 120°C pour l'air.
On a dépensé environ 60euros, mais en rajoutant le prix du polystyrène extrudé et des barres métalliques on doit arriver à 80euros. (La moitié étant deux radiateurs de salle de bain achetés à 23€ pièces
On arrive à réguler pour que la température soit stationnaire aux alentours de 90°C (ce que l'on désirait), à cette température on a un rayon de courbure de l'ordre de la dizaine de centimètres.
Par contre je vois aucune application à la mousse pour le GN, elle est bien trop dure et trop chère.
Je détaillerai un peu demain... Mais effectivement, je vois que la pratique marche beaucoup mieux que la théorie, et qu'on peut toujours bourriner un peu pour que ça marche :D
Donc comme promis le détail...
Il faut:
- une armoire métallique
- des plaques de polystyrène extrudé (environ 6m²)
- un rouleau de scotch double-face
- un ou deux rouleau de papier alu
- une agraffeuse
- une cartouche de mastic qui resiste à la chaleur
- des cornières métalliques
- deux radiateurs d'appoint
- de quoi faire des soudures propres (gaine thermofusible, étain, fer...)
Pour isoler c'est facile, suffit de couper le polystyrène et de le coller dans l'armoire avec le double-face. S'il y a des trous, faut combler avec du mastic (et éventuellement les chutes de polystyrène pour pas gaspiller). Ensuite, on met de l'alu partout en agraffant des feuilles prédécoupées (c'est plus simple que de tendre des grandes bandes). Il faut penser à faire dépasser l'alu au niveau des charnière et des interstices entre les portes et l'armoire pour pas qu'il y ait trop d'air qui sorte.
Démontez les radiateurs et virez la sécurité pour que le moteur tourne plus vite (suffit de souder un fil qui le court-circuite). Rallongez aussi les fils pour que le thermostat sorte de l'armoire (sinon il va avoir chaud et va couper l'alimentation).
Avec les cornières, fabriquez un cadre qui tiendra les ventilos et sur lequel seront posées les plaques.
Attention avec les branchements électriques... on s'est fait engueulé parce qu'on a fait sauté les plombs deux fois dans tout le bâtiment avec nos trucs de barbare (et les chercheurs étaient pas très contents).
Je mettrai des photos après les vacances, parce que j'avais pas mon appareil sur moi.
^^ non il y a un malentendu. Les 40 euros c'est juste pour l'étuve. Sinon ils en sont à 4500euros si je ne m'abuse juste pour la coque.
Le bateau fait 6,50m de long. Donc évidemment, on n'a pas trouvé une plaque de cette taille. Mais il est prévu d'assembler des grandes plaques de 200*90cm. Je ne les ai pas encore vues mais il a parlé de mousse à cellule fermée. Ensuite, la mousse sera prise en sandwich entre deux couches de toile de verre solidifiée avec de la résine.
La forme en question (il est vrai que le terme est flou) est constituée de lattes en bois clouées sur des couples transversaux. On a donc une belle forme de coque pour l'instant. Mais ça ne donne que la forme, il y a pleins de trous partout parce que les lattes sont juste là pour donner la forme, on veut pas un bateau en bois.
Pour ce qui est de couper la mousse comme ta FT sur le bras musclé, c'est impossible, parce qu'il faut qu'il n'y ait absolument aucun trou dans la surface en mousse. Ceci parce que la technique de mise en place de la résine nécessite de faire le vide. Bien sûr, on pourrait tout boucher, mais dans ce cas, le bateau serait bien plus lourd.
Donc l'idée est d'usiner les plaques sur les bords pour améliorer l'étanchéité, de les chauffer, de les appliquer sur la forme, puis ont mettra différentes toiles ayant chacune une fonction spécifique que je n'ai pas retenu, un fait le vide et la résine infuse les toiles, on retourne la coque et on fait pareil à l'intérieur.
Coucher l'étuve, on nous l'a proposé aussi, mais pas sûr qu'on ait réellement le droit... je me renseignerai. Mais dans ce cas, on peut aussi utiliser de la vapeur en vertical. Et il n'y a pas de baignoire à l'école ^^