Tests sur les matériaux issus du pneu

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Pour préparer le hackathon Open Waste qui aura lieu du 24 au 26 novembre prochain au Techshop de Paris, des tests ont été effectués sur les machines disponibles au Techshop.

Couture

Essais de couture sur piqueuse plate JUKI DDL8700, entre cuir et tapis caoutchouc recyclé industriel, épaisseur 3,5 mm et à base de poudrette. => La couture de tapis de caoutchouc est tout à fait envisageable

Découpe jet d'eau

Essais de découpe d'un disque dans des tapis industriels de différents types. Différentes vitesses de coupe (20% et 40%), et avec et sans abrasif. Conclusions :

  • bonne découpe,
  • pas d'influence notable de la vitesse (20% ou 40%),
  • léger angle de découpe, le jet s'élargissant au fur et à mesure. C'est inhérent à la technologie. Il faut donc réserver cette découpe à des épaisseurs de quelques centimètres au maximum.
  • Une odeur apparaît lors de l'utilisation avec l'eau seule : eau+abrasif conseillé

Découpe Laser

Essais de lignes et cercles sur tapis industriel, à base de poudrette fine, épaisseur 3,5 mm environ, réalisés à l'aide du réglage "caoutchouc pour découpe" de la machine. La découpe est nette mais une flamme assez importante (quelques centimètres) est présente lors du découpage, ce qui la rend potentiellement dangereuse. De plus une forte odeur se dégage de la zone découpée. Conclusion :

  • DÉCOUPE LASER FORTEMENT DÉCONSEILLÉE à cause de l'inflammabilité
  • Des essais pourrait néanmoins être pertinents avec une découpeuse fonctionnant sous atmosphère inerte

Fraisage

Essais rapides de fraisage linéaire avec fraise manuelle sur tapis de caoutchouc recyclé industriel, différentes granulométries et épaisseurs. Conclusion :

  • La fraise a tendance à arracher la matière plutôt qu'à la découper. Plus la granulométrie utilisée sera petite, plus le fraisage sera net. Sur la plaque de faible granulométrie, les résultats sont encourageants.
  • Étant donnée la souplesse des tapis, il aurait plus intéressant de les fixer au préalable sur une plaque rigide (bois par exemple)
  • Une prochaine étape pourrait être la réalisation d'un bloc dense, à base de poudrette de caoutchouc, afin de réaliser des essais plus complexes de fraisage
  • Pas d'émanation particulière d'odeur
  • Bon potentiel pour le prototypage rapide, reste encore à définir les conditions les plus optimales (tête de fraisage...)

Impression

Essais d'impression, sur imprimante UV Roland LEF-20, du logo OpenWaste sur deux tapis industriels. Un essai en encre blanche, et un essai en couleur (une couche de blanc puis une couche de bleu. Conclusion:

  • L'impression UV est tout à fait adaptée aux tapis de caoutchouc
  • La durabilité reste à étudier

Transfert avec presse à chaud

Essais de transfert avec presse à chaud du logo Open Waste sur le tapis industriel de densité élevé, à base de fines granulométries. Le logo est d'abord imprimé sur l'imprimante à sublimation. On place le papier sur la plaque, et on dépose à 160°C pendant 10 secondes. Conclusion:

  • Le caoutchouc a légèrement fondu, et le papier colle. Pas du tout d'adhésion du logo sur le tapis
  • Une odeur se dégage à cause de la mise en température
  • TECHNIQUE DÉCONSEILLÉE

Impression 3D

On peut envisager de mouler des objets à partir de moules réalisés en impression 3D. Pas encore d'essais réalisés, mais plusieurs points doivent être pris en compte :

  • pour des tailles de pièces importantes, cette technique n'est pas forcément intéressante au niveau du temps par rapport à d'autres façon d'obtenir des moules (fraisage, silicone)
  • le PLA et l'ABS ont une forte adhérence avec le liant, il faudra donc trouver un agent de démoulage efficace
  • la taille de la tête des buses devra être prise en compte afin d'obtenir un moule suffisamment précis et lisse pour être compatible avec du moulage

Moulages

Le silicone est une matière très intéressante pour le moulage d'objet en caoutchouc + liant polyuréthane. Ceci est probablement dû à la souplesse du matériau et et à sa surface.

Moule thermoformé PMMA

L'objectif était d'utiliser un moule en PMMA thermoformé pour créer une plaque de caoutchouc moulée comprimée.

Matériel

  • moule PMMA
  • Poudre de caoutchouc (0-0,8 mm) du kit de démarrage Aliapur Beta
  • Liant PU du kit de démarrage bêta Aliapur
  • Serre-joints et deux panneaux en bois

Protocole

La poudre de caoutchouc est mélangée manuellement avec environ 10% de liant PU. Quelques pourcentages d'eau sont également ajoutés pour accélérer la prise du liant. Le mélange est versé dans le moule en PMMA et la surface est égalisée avec un objet plat. La pression est maintenue pendant 24 heures à l'aide de deux panneaux en bois et de pinces.

Feedbacks

Le problème majeur est que la dalle a été collée au moule PMMA après la prise. L'utilisation d'un agent de démoulage peut être utile. La dernière dalle a tendance à s'effriter. Peut être à cause d'une :

  • quantité insuffisante de liant
  • mauvaise répartition du liant dans le mélange, qui pourrait être améliorée en chauffant doucement le liant pendant le mélange pour réduire sa viscosité

Moules alimentaires en silicone

Des essais sur moules en silicone utilisés en cuisine montrent un démoulage très facile.

Moules DIY silicone

Il est possible de réaliser soit-même des moules silicones à partir d'objets existants

Joints silicone + Maizena Il est possible de réaliser des moules silicones à relativement bas coût, comme décrit dans la vidéo de Framboiseille sur YouTube.

Le protocole est simple, il faut :

  • Du silicone (pour les joints de salle de bain)
  • De la fécule de maïs/Maïzena

Mélanger dans des proportions 50/50 dans un récipient le silicone et la Maïzena, et laisser sécher environ 1h30-2h.

Le résultat est assez satisfaisant. Néanmoins la forme reste grossière, à cause de la structure déjà pâteuse du silicone dès la phase de formage du moule. Il semble donc nécessaire de réserver cette méthode pour des premières phases grossières de prototypage.

A partir d'élastomère de silicone liquide

Pour des moules plus précis, on partir d'élastomères liquide, comme dans la Vidéo " La Refabrique" sur YouTube.

On peut ainsi obtenir des moues de qualité, mais cette méthode est plus coûteuse et les temps de prise sont plus longs (24h).

Pas encore testé sur le mélange granulats+polyuréthane

Moulage a partir de tube PVC

On explore ici différentes façons de réaliser des cylindres à base de granulats + liant polyuréthane

On peut partir directement d'un tube standard de PVC utilisé en plomberie, le remplir, compresser la matière. Malheureusement le démoulage peut être difficile à cause de l'adhérence de la colle aux parois.

Afin de faciliter le démoulage

  • on coupe en deux le tube dans le sens de la longueur
  • on utilise ensuite un collier de fixation afin de resserrer les deux parties entre elles
  • on remplit ensuite le tube, on compresse éventuellement afin de densifier la matière
  • Quand le liant a pris, on desserre le collier de fixation, puis on tire sur chaque partie du tube afin de les décoller. Cette phase peut quand même être difficile, il peut être intéressant dans ce cas de rajouter du talc ou autre agent de démoulage sur les parois de PVC.

Assemblage des cylindres entre eux En ajoutant une tige filetée au centre du cylindre, on peut obtenir des cylindres pouvant s'assembler entre eux.

Autres tests

Adhérence

Le liant polyuréthane (PU) ajouté aux granulats pour le moulage pose de réels problèmes d'adhésion aux parois du moule. Le but est ici de recenser les matériaux permettant un démoulage facile, et les autres...

Sur granulats non compressés

Adherence1.jpg

Essai 1: surface seule Matériau: granulats 1-3mm non compressés + liant PU + accélérateur

pas d'adhérence adhérence forte adhérence
Bois, silicone, film de protection plaque PMMA, PE pour thermoformage PLA, ABS, PMMA


Essai 2: avec talc

Adherence2.jpg

Matériau: granulats 1-3mm non compressés + liant PU + accélérateur + eau

Description : matériau similaire à l'essai précédent, sauf que de l'eau est ajoutée au mélange pour diminuer le temps de prise. On ajoute du talc pour voir l'influence sur l'adhérence.

pas d'adhérence adhérence forte adhérence
métal, bois PMMA

Coloration

Essais de coloration de la **surface** avec différents pigments minéraux. Pour cet essai:

  1. Ajout de 10% en masse du pigment dans le liant puis homogénéisation
  2. Mélange de cette préparation au granulat (5% en masse).

Voir les images sur GitHub