Engineering Design2009-02

DuPont propose aujourd'hui la plus vastegamme du marché de polymères techniquesissus de ressources renouvelables.

Voir page 2

« Responsibleinnovation now »*

* Pour un avenir durable,

innovons, maintenant !

À la crise économique, s’ajoutent des défis sansprécédents tels que haussegénérale des coûts del’énergie, risque d’épuisementdes réserves de pétrole ouémissions de gaz à effet deserre. Face à ces défis, DuPont

et ses clients se doivent de trouver denouvelles solutions, plus durables,pour répondre à la nouvelle réalité etcréer des opportunités commercialesmutuellement bénéfiques. « Responsi-ble innovation now »* – par ce slogan,DuPont affirme la nécessité d’agir sanstarder, en collaborant avec ses clientset les clients de ses clients, pour trou-ver des solutions fiables quirepoussent les limites de la créativité etde l’innovation dans la science desmatériaux.

Conformément à ce slogan, nousavons étendu les performances de nospolymères, tout en cherchant à réduirenotre propre empreinte environnemen-tale et celle de nos clients. Pour cefaire, nous avons investi dans la filièrebiologique, consacrant une importantepart de nos travaux de R&D à l’intro-duction de polymères issus deressources renouvelables. DuPont offreainsi aujourd’hui la plus large gammedu marché de biopolymères tech-niques de hautes performances –présentant une fonctionnalité équiva-lente, voire supérieure à celle desmatériaux pétrochimiques actuels, touten réduisant l’impact sur l’environ-nement. Ces nouvelles matières peu-vent non seulement réduire la dépen-dance aux énergies fossiles mais, dansde nombreux cas, elles diminuentaussi l’émission nette de gaz à effet deserre et la consommation d’énergielors de leur production. Et tout celasans compromettre la performance,grâce aux technologies innovantesd’aujourd’hui.

Résines thermoplastiquesDuPont™ Sorona® EPLes biopolymères techniquesdéveloppés par DuPontreprésentent une nouvelleclasse de polymères ther-moplastiques. Leur teneuren matière renouvelableest exprimée en pourcen -tage de leur poids total, lacible étant d’au moins20 %. Ainsi, lespolymères thermoplas-tiques DuPont™Sorona® EP contiennentau moins 20 à 37 % dematière renouvelable,dérivée du maïs avec,comme intermédiaire clé, le propane-diol renouvelable Susterra™ de DuPontTate & Lyle. Sorona® EP offre une per-formance et des caractéristiques demoulage similaires à celles du PBT(polybutylène téréphtalate) haute per-formance. Outre un bon degré de résis-tance et de rigidité, les premiers testsmontrent un meilleur aspect de sur-face, un plus faible gauchissement etune bonne stabilité dimensionnelle –ce qui le rend idéal pour les pièces etcomposants automobiles, les systèmesélectriques et électroniques, et les pro-duits industriels ou grand public.

Élastomères thermoplastiquesDuPont™ Hytrel® RSContenant 35 à 65 % de matière renou-velable, les élastomères thermoplas-tiques Hytrel® RS sont produits avec dupolyol dérivé de matières premièresvégétales. Ils offrent la performanceéprouvée des résines Hytrel® initiales –la combinaison unique de résistance,ténacité et vie en flexion requise pourdes applications exigeantes telles quetubes et tuyaux extrudés pour l’indus-trie automobile et le secteur industriel,soufflets moulés par soufflage pour les

joints homocinétiques, ou piècesmoulées par injection telles que portesd’airbag et amortisseurs d’énergie.

L’une des premières applicationsd’Hytrel® RS a vu le jour chez le fabri-cant d’articles de sports d’hiverSalomon, avec sa chaussure de skifreeride “Ghost”. Grâce à des pro-priétés clés telles que résistance auchoc à basse température, durabilité etflexibilité, ce matériau rend la chaus-sure plus confortable et facilite le trans-fert du mouvement au ski – le tout avecun cycle de vie amélioré. Les futursgrades d’Hytrel® RS incluent desgrades d’extrusion pour le gainage descâbles et les tuyaux automobiles, ainsique des grades d’injection pour,notamment, la bureautique et les pro-duits de grande consommation.

Nylons à chaînes longues DuPont™Zytel® RSDes polymères à base d’acide séba-cique, extrait de l’huile de ricin, com-plètent la gamme de biopolymèrestechniques proposée par DuPont. Àl’heure actuelle, ce groupe comprenddeux nylons à chaînes longues : lepolyamide 1010 DuPont™ Zytel® RS,

2 Engineering Design 2009-02

Karin Weining

Le collier de la nou-velle chaussure de

ski freeride “Ghost”de Salomon est l’unedes toutes premières

applications commer-ciales de l’élastomère

thermoplastiqueHytrel® RS

« Responsible innovation now »*Par Marsha Craig, directeur mondial – matériaux issus de ressourcesrenouvelables, et Karin Weining, directeur marketing mondial, DuPont Engineering Polymers(* Pour un avenir durable, innovons, maintenant !)

Marsha Craig

Page 4Des masques de phare élégants etéconomiques grâce au PBT Crastin®

Les masques de l’Audi A4 ont bénéficié de la solu-

tion intégrée « Design-Matériaux-Mise en Œuvre ».

Page 6

Repousser les limites de la durabilitéDuPont™ Hytrel® célèbre 25 ans d’utilisation dans

les soufflets de joints homocinétiques.

Page 7En bref La première application commerciale en

Europe du polyamide issu de ressources renouve-

lables Zytel® RS moulé par injection. / Chevilles

murales prototypes en Zytel® RS.

Page 8Chaînes de convoyeurs en polymère : bientôt plus performantesDe nouvelles recherches étendent la plage d’appli-

cations des chaînes de convoyeurs en polymère.

Page 10Au service de la mobilitéPlus des trois-quarts des plastiques entrant dans la

composition d’un levier de conduite, léger et compact,

de fauteuil roulant manuel sont fournis par DuPont.

Page 11Une dose d’air pur avec DuPont™ Delrin®

Le Delrin® est utilisé dans l’engrenage d’un diffu-

seur de parfum d’intérieur automatique de la so-

ciété Sara Lee.

Engineering Design 2009-02 3

Ce Numéro En Bref

issu de ressources renouvelables à98 %, et le polyamide 610 Zytel® RS,qui l’est à plus de 58 %. Ces biomono-mères à chaînes longues assurent une

résistance chimique et à l’hydrolysesupérieure à celle des polyamides 6 et66, notamment lorsqu’ils sont exposésà des hydrocarbures polaires. De plus,lors d’une exposition à des milieuxagressifs comme l’eau chaude ou lechlorure de calcium, les grades depolyamide 610 GF possèdent une résis-tance bonne à très bonne par rapportau PA 66 GF 30. Ces deux polyamidesprésentent une bonne résistance auvieillissement qui peut encore être

accrue par des stabilisa-teurs appropriés.

Les poly amides 610 et1010 non renforcés et àhaute viscosité Zytel® RSLC3060 et Zytel® RS LC1000sont déjà disponibles pourles applications d’extrusiontelles que lignes de tuyauxflexibles. Leurs propriétésmécaniques peuvent encoreêtre accrues par des chargeset des agents de renfort afinde faciliter leur adoptiondans les composants struc-

turels. Dans l’au-tomobile, les pre-mières applications con-cernent les secteurs exigeantune haute résistance chimique,comme le système de circulation d’eau,ou une bonne stabilité dimensionnelle.L’un des premiers exemples commer -ciaux est la cuve de radiateur dévelop-pée par DENSO Corporation, qui afficheune meilleure résistance au chlorure decalcium et une bonne tenue à l’eauchaude. Le grade de polyamide Zytel®

RS utilisé contient 33 % de fibres deverre, tout en conservant une teneurrenouvelable de 40 % en poids.

Grâce à l’innovation de DuPont,nous sommes maintenant à même dedériver de ressources renouvelablesles constituants clés de ces troisfamilles de résines – créant ainsi unebien plus faible empreinte environ-nementale que leurs prédécesseurspétrochimiques, sans nuire à la per-formance. L’heure a sonné pour lesbiomatériaux de DuPont.

La première utilisation commerciale en Europedu polyamide 610 Zytel® RS a été signée par lasociété allemande EB Sports GmbH pour la poignée,les pièces de verrouillage, la pointe et le capuchon deson bâton de marche nordique “Exel NW ECO Trainer”

Moulée en polyamide 610 Zytel® RS, lacuve de radiateur automobile de DENSOCorporation marque la première utilisa-tion d’un polymère de DuPont à teneurrenouvelable dans un composantmécanique exposé à un environnementsous le capot chimiquement agressif

4 Engineering Design 2009-02

Les phares, ainsi que leur masque – lagarniture qui entoure le phare entre lesréflecteurs et le boîtier – constituentl’un des éléments les plus importantsdu style d’un véhicule. Ainsi, outre desexigences techniques telles que hautetenue thermique, facilité de métallisa-tion, résistance aux conditions clima-tiques et à l’humidité, stabilité dimen-sionnelle et facilité de mise en œuvre,l’esthétique et un aspect de surfaceparfait sont devenus des critères cléspour cette pièce moulée par injection.

Si, par le passé, les masques dephare étaient produits en PBT standardou en polycarbonate à haute résistancethermique, de nombreux fabricants setournent aujourd’hui vers DuPont pourbénéficier d’une solution sur mesurequi assure des résultats à la fois pluséconomiques et plus esthétiques, enassociant les excellentes propriétés duPBT DuPont™ Crastin® à des techni -ques innovantes en matière de concep-tion, développement et production.Parmi ces fabricants, figure l’un desleaders mondiaux de l’éclairage auto-mobile extérieur : Automotive Lighting,joint venture fondé en 1999 par MagnetiMarelli et Robert Bosch GmbH.

Pour les masques des phares(aussi bien xénon qu’halogènes) desnouvelles Audi A4 et TT, AutomotiveLighting a préféré le Crastin®. « Cetterésine de DuPont possède une bienplus haute résistance thermique que lepolycarbonate standard, revient large-

ment moins cher que le polycarbonateà haute résistance thermique, et offreune résistance thermique bien plusélevée (jusqu’à 170 °C), avec moins dedégazage, que les matériaux PBT concurrents », déclare AlexanderMüller, responsable de l’équipe dedéveloppement chez Automotive Light-ing. Les grades de Crastin® pourmasques de phare offrant une trèshaute stabilité et une très faible dégra-dation thermique lors du moulage,Automotive Lighting a pu obtenir destaux de rejets très bas. De plus, lesspécialistes techniques de DuPont enAllemagne ont aidé à optimiser la conception de la pièce, l’outillage etl’équipement afin de répondre à toutesles exigences techniques, réduire auminimum le coût de la pièce et maxi -miser la productivité. « Lors des testset du démarrage de la production desmasques pour l’Audi A4, le Crastin® aaffiché, et de loin, la plus haute pro-ductivité par rapport aux autres PBT

Des masques de phare élégants etéconomiques grâce au PBT Crastin®

Par Michal Siler, Responsable Éclairage Automobile, DuPont Engineering Polymers

Les phares automobiles – éléments clés pour personnaliser un véhicule –

peuvent désormais être produits plus économiquement, grâce à la solution

intégrée « Design-Matière-Mise en Œuvre » offerte par DuPont. L’équipementier

allemand Automotive Lighting Reutlingen GmbH, spécialisé dans l’éclairage

automobile extérieur, s’est tourné vers cette solution pour développer les

masques de phare du nouveau modèle de l’Audi A4.

Contact

Automotive Lighting Reutlingen GmbHTübinger Str. 12372762 Reutlingen/AllemagneTél. : +49 7121 35-6000Fax : +49 7121 35-6065info@al-lighting.com www.al-lighting.com

Engineering Design 2009-02 5

existants, largement grâce à sa qualitéet à l’excellence de l’assistance tech-nique locale », confirme AlexanderMüller. « Nous sommes ravis de la per-formance de ce matériau, à un coûtmodéré, dans cette applicationexigeante et hautement visible. Audi aégalement apprécié la qualité etl’esthétique des masques que nousavons développés pour l’A4. »

Les grades de Crastin® destinésaux masques de phare ne sont passeulement optimisés pour les environ-nements haute température ; ils sont

aussiconçuspour offrirune surface de classe A ensortie de moule, sans aucun voile ouautre défaut. Bien que cela ne s’ap-plique pas au masque d’AutomotiveLighting pour l’Audi A4, ces grades deCrastin® conviennent à la métallisa-tion directe, offrant ainsi davantagede liberté aux concepteurs tout enréduisant les coûts de production etglobaux. DuPont travaille actuelle-ment à encore améliorer la

performance des gradesde Crastin® pour masques de phare,dont une stabilité et une résistancethermique encore plus élevées, ainsique sur l’emploi de matériaux issusde ressources renouvelables danscette application.

Les trois nouveaux grades « EF » dePPA DuPont™ Zytel® HTN ne contien-nent aucun ingrédient susceptible decorroder les petits fils en cuivre ou lescontacts électriques de pièces opéranten environnement chaud, humideet/ou liquide. Par rapport aux gradesstandards de Zytel® HTN, les résines EFpermettent aux pièces métalliques demieux conserver leur résistivité volu-mique en milieu humide. Testées dansles Centres Techniques de DuPont,elles ont satisfait au test CTI sous lesconditions les plus sévères.

Le grade Zytel® HTN51G35EF estcelui qui conserve le mieux ses pro-priétés sous une exposition prolongéeà l’humidité, aux produits chimiques etaux températures élevées. Zytel®

HTN52G35EF, de par son meilleurécoulement, convient aux pièces àparois minces telles que connecteurs.La meilleure résistance aux chocs de

Zytel® HTN54G35EF et son excellenteperformance en cyclage thermique ledestinent aux applications d’encapsu-lage. Zytel® HTN52G35EF etHTN54G35EF permettent de réguler latempérature du moule par eau. Lestrois résines sont renforcées par 35 %de fibre de verre.

Les applications automobiles pour-raient comprendre les capteurs encap-

sulés régulant la vitesse des roues, lapression pneumatique ou hydrauliqueet les fonctions de transmission, ainsique les connecteurs de câbles hautetension des véhicules électriques ethybrides. Les autres applicationspotentielles incluent les composantsélectriques devant conserver leurs propriétés électriques dans un environnement humide.

HTN51G35EF HTN52G35EF HTN54G35EF

Résistance chimique

Résistance aux températures

élevées

Maintien des propriétés sous

exposition à l’humidité

Meilleur écoulement pour pièces

à parois minces

Température du moule régulée

par eau

Résistance aux cycles thermiques

Meilleure résistance aux chocs

Température du moule régulée

par eau

Les résines renforcées par des fibres de verre DuPont™ Zytel® HTN51G, HTN52G etHTN54G comprennent désormais des grades EF (Electrical/Electronics Friendly),destinés aux applications en environnement chaud et humide qui exigent uneréduction de la corrosion et un meilleur maintien des propriétés électriques

Nouveaux grades électriques DuPont™ Zytel® HTN

6 Engineering Design 2009-02

Repousser les limites de la durabilitéPar Eric Randa, responsable Châssis Automobiles, DuPont Automotive

L’élastomère thermoplastique

DuPont™ Hytrel® célèbre ses

25 ans d’utilisation dans les

soufflets de cardans avec, à

son actif, plus d’un milliard de

pièces en service sans aucune

défaillance matérielle.

En moyenne, les soufflets de cardans,qui protègent un arbre rotatif et sagraisse, doivent survivre à plus de240 000 kilomètres de flexions, projec-tions (poussière, pluie) et cycles ther-miques continus.

Vers la fin des années 1970, époquemarquée par l’adoption de la tractionavant, les soufflets de cardans étaienttypiquement en caoutchouc, dont larésistance à la fatigue en flexion et auxgraisses était limitée. L’avènement desélastomères thermoplastiques, tels quel’Hytrel® de DuPont, constitua donc unevraie révolution : la durabilité des souf-flets était plus que doublée, soulageantles constructeurs ; les automobilistesen avaient fini avec les défaillances etles remplacements ; et les ingénieurspouvaient concevoir des soufflets pluspetits, plus compacts et moins coûteux.

Le tout premier soufflet en élasto-mère, conçu pour General Motors-Saginaw Steering Division et moulé parle Groupe canadien ABC Group Inc., a

été nommé pour un « Hall of FameAward » de la Society of Plastics Engineers – prix annuel décerné auxapplications en service depuis au moinsdix ans et ayant fortement et durable-ment contribué à l’utilisation des plas-tiques dans l’industrie automobile.

Aujourd’hui, les véhicules sont équi-pés d’au moins quatre soufflets de car-dans, d’arbre de transmission et d’en-traînement des roues arrières, produitsen grande majorité avec des élastomèresthermoplastiques tels que l’Hytrel®.L’élastomère éthylène-acryliqueDuPont™ Vamac® Ultra, qui associerentabilité, tenue aux graisses et auxhuiles, large plage de températures etrésistance à la perforation, est souventsélectionné pour les soufflets de car-dans situés du côté chaud du moteur.

DuPont propose actuellement touteune gamme de produits Hytrel® assu-rant différents rapports coût/perfor-mance, et dont l’excellent équilibre depropriétés – résistance aux graisses,

longévité sous des températures éle-vées, flexibilité à basse température etperformance éprouvée – fait référence.Par rapport au caoutchouc, l’Hytrel®

permet de concevoir des pièces plusminces pour loger tous les composantsrequis dans des espaces restreints ; ilaméliore aussi grandement la perfor-mance et la durabilité, assurant ainsiune longue vie de service. Par rapportaux copolyesters, l’Hytrel® fournit lacombinaison optimale de flexibilité etrigidité, d’où l’élimination d’interven-tions coûteuses.

Plusieurs nouveaux grades d’uncoût moins élevé et encore plus facilesà mettre en œuvre sont prévus pourl’an prochain, ainsi que de nouvellesaméliorations en matière de résistancethermique, à l’abrasion et à la fatigueen flexion – l’Hytrel® semble bien partipour un nouveau quart de siècle, et au-delà !

www.automotive.dupont.com

Engineering Design 2009-02 7

La première application com-merciale, moulée par injection,du polyamide DuPont™ Zytel®

RS issu de ressources renouve-lables a vu le jour avec la poi-gnée, la pointe, le capuchon etles éléments encliquetés dunouveau bâton de marche nor-dique « Exel NW ECO Trainer »,de la société allemande EXELSports Brands (ESB) de Stephanskirchen. Ce polyamide610 non renforcé est produitavec de l’acide sébaciqueextrait de l’huile de ricin etcontient, en poids, 58 % de matièrerenouvelable – facteur crucial dans la décision du fabricant d’équipe-ments de sport de produire sonmodèle en Europe et avec ce matériauspécifique.

Richard Holzner, directeur Produitsd’ESB pour les bâtons de marche Exel,explique le choix du Zytel® RS : « Tousles composants sont exempts de solvant et de toxines. Nous pouvons

ainsi assurer à nos clients des produits écologiques, mais offrant la meilleureperformance selon les normes de qualité européennes. »

Au-delà de son très bon aspect desurface, ce polyamide 610 à chaîneslongues présente une excellenterésistance chimique, une faibleabsorption d’humidité et une résistance thermique allant de –40 à +50 °C. Les pièces ont été conçues et

sont produites par Metall und Plastik-waren Putz GmbH (MPP), d’Abtenau(Autriche). « Le Zytel® RS non renforcéoffre une facilité de mise en œuvresimilaire à celle du polyamide 66, etse colore facilement », indique GeorgPutz, directeur général de MPP. « Nous avons seulement constaté unetempérature de fusion inférieure d’environ 40 °C et des variationsmineures au niveau du retrait. »

Marche nordique écologique

Le Groupe fischer (Waldachtal, Alle-magne), réputé dans le monde entierpour ses fixations murales, a récem-ment présenté une version « bio », pro-duite avec un nylon issu de ressourcesrenouvelables, de sa cheville univer-selle fischer UX. Proposé dans un pre-

mier temps en tant que prototype afinde mesurer l’acceptation du marché, cenouveau modèle a été présenté enoctobre lors du salon Fakuma.

Le grade de Zytel® RS utilisé pourcette nouvelle cheville contient 58 % enpoids de matière renouvelable. « Des

tests approfondis et des essais à longterme ont montré que le nouveaumodèle offre les mêmes qualités quecelui en nylon conventionnel », préciseRainer Fischer, responsable du déve-loppement des matières synthétiqueschez fischer. Lors de tests en continu,la cheville « bio » a en effet affiché lamême performance d’ancrage que lacheville conventionnelle. Des études dela résistance aux températures élevéesont elles aussi révélé une performanceidentique pour les deux modèles.

Garante de fiabilité et sécurité, lacheville universelle UX en nylonconventionnel est bien établie sur lemarché depuis de nombreusesannées. À chaque tour de vis, les lan-guettes de la cheville s’écartent deplus en plus – jusqu’à s’incruster fer-mement dans l’orifice ou former unnœud derrière la paroi. Véritablementuniverselle, cette cheville assure unancrage parfait dans n’importe queltype de mur – ‘Placoplâtre’, briquescompactes ou perforées, ou béton.

Des chevilles prototypes en Zytel® RS

La cheville fischer UX « bio » assure aussi un

ancrage dans n’importequel type de mur

Photo: © fischerwerke,

Waldachtal

8 Engineering Design 2009-02

Chaînes de convoyeurs en polymère :bientôt plus performantesPar Karsten Faust, DuPont Engineering Polymers, Allemagne

Les chaînes en polymère à haute résis-tance chimique offrent des avantagesimportants par rapport au métal : uneréduction de poids pouvant atteindre40 %, d’où une économie d’énergie ;l’intégration de nombreuses fonctionsen une seule opération de moulage parinjection, donc moins de coûts d’as-semblage ; et jusqu’à 80 % de réduc-tion du bruit. De nombreux secteursindustriels peuvent bénéficier de cesavantages – tout particulièrementl’agroalimentaire et l’industrie de l’em-ballage, pour lesquels une abrasionminimale et l’absence de lubrificationconstituent des arguments persuasifs.

Des exigences complexes quidépassent les solutions standardsToutefois, face aux exigences de plus enplus complexes – forces de traction,

températures et vitesses plus élevées,alliées à une plus grande distance entreles axes –, les chaînes en polymèreactuelles ont atteint leurs limites méca-niques et tribologiques. À une rigiditéet une résistance insuffisantes, s’ajoutele fait que, sous l’effet de fortes chargesstatiques et permanentes, les thermo-plastiques sont sujets au fluage (ilss’étirent de manière irréversible surl’axe de la charge).

Pour permettre l’emploi de chaînesen polymère dans les applications com-plexes, iwis antriebssysteme, DuPont et ledépartement Technologie des SystèmesTransporteurs de l’université technique(TU) de Chemnitz se sont associés pourdévelopper des chaînes flexibles sur lestrois axes, offrant de bien meilleures pro-priétés mécaniques et un glissementcomparable, voire supérieur.

Une nouvelle géométrieDans le cadre de ce projet conjoint, unedemande de brevet a déjà été déposéepour une nouvelle géométrie de chaîne.Les éléments de traction sont alternati-vement disposés à l’intérieur et à l’ex-térieur de la chaîne, et les plaques por-teuses sont conçues comme des élé-ments indépendants. Les tenons deséléments de traction sont orientés dansla direction de la charge ; de plus, leurépaisseur de paroi a été ajustée en

fonction de la force mécanique locale-ment active, ce qui réduit la quantité dematériau requise. Il existe toujours unjoint de cardans, formé par l’écrou et labroche, mais renforcé. La propulsionest assurée des deux côtés par lesécrous, permettant un transfert d’éner-gie uniforme et une opération en sensinverse.

Les simulations de charge baséessur l’analyse par éléments finis mon-trent que les nouveaux éléments detraction subissent, à force de tractionégale, une contrainte considérablementmoins élevée que sur les chaînes clas-siques (zones rouges et oranges,Fig. 1). Ainsi, une quantité de matériaumoins importante est requise à chargenominale identique, ou des charges entraction plus élevées peuvent êtretransmises pour une même quantité dematériau. Les tests de prototypes mou-lés ont confirmé la fonctionnalité ainsique le plus haut degré de résistance etde rigidité.

Fibres longues : des résultatsprometteursCôté matériau, l’équipe poursuit deuxobjectifs : augmenter la capacité decharge, et optimiser les propriétés tribo-logiques. Le premier s’obtient en principeavec des polymères renforcés par desfibres, qui accroissent la résistance et la

Les chaînes de convoyeurs

en polymère remplacent de

plus en plus celles en

métal : légères et plus

silencieuses, elles consom-

ment moins d’énergie, ne

requièrent pas de lubrifica-

tion et demandent peu de

maintenance, et à de plus

longs intervalles. DuPont,

iwis antriebssysteme

GmbH & Co. KG (Munich)

et l’université technique de

Chemnitz (Allemagne) en

améliorent conjointement

la conception et les maté-

riaux afin d’étendre leur

performance et leur champ

d’application.

Figure 1. Le nouvel élément de traction (à droite) réduit la contrainte mécanique parrapport à la conception standard (à gauche)

rigidité. Quant à la tribologie, elle estprincipalement ajustée par des modi-fiants, notamment des additifs tels que lePTFE (DuPont™ Teflon®) ou du silicone,qui réduisent le coefficient de frottemententre la chaîne et le rail de guidage.

Le véritable défi consiste à amélio-rer simultanément toutes les proprié-tés. Comme base de recherche, deschaînons standards en polyoxyméthy-lène (POM, Delrin® 511P), polybutylènetéréphtalate (PBT, Crastin® 600LF à fai-ble frottement) et polyamide semi-aro-matique renforcé par des fibres de verrelongues (Zytel® HTN LG50 HSL) ont étémoulés par injection avec le mêmeoutillage. Les tests de résistance à latraction ont montré une nette améliora-tion de la capacité de charge (Fig. 2).

Par ailleurs, le comportement dumatériau sous une contrainte variable(pulsatile) prolongée constitue un fac-teur important pour dimensionner lessystèmes de transport et assurer leurfiabilité. Ce comportement (résistanceau fluage) est mesuré en simulant surun banc d’essai la force pulsatile entraction exercée sur la chaîne pendantsa circulation continue. Les résultatsde cette mesure ont confirmé que lesavantages du matériau renforcé par

des fibres longues sont essentielle-ment conservés, même sous descharges dynamiques. De tels poly-mères peuvent soit grandement amé-liorer la performance acceptable dusystème de transport, soit prolongersubstantiellement la durée de vie de lachaîne.

Bientôt, un bon comportementtribologiqueDes tests approfondis sont en cours àla TU Chemnitz afin d’améliorer le sys-tème tribologique formé par la chaîneet le rail de guidage. Là, les zones cri-tiques sont les points de contact entreles éléments de traction, l’élément detraction et la broche, et l’élément detraction et l’écrou (Fig. 3). En étroitecollaboration avec DuPont, la TU Chem-nitz étudie un certain nombre de poly-

mères (dont celui renforcé par desfibres longues déjà mentionné), sur les-quels sont testés de nombreux additifset agents de renforcement. Ce travail apour objectif d’obtenir la meilleureamélioration possible à ce jour, particu-lièrement vis-à-vis du glissement et dela capacité de charge.

Les polymères renforcés par desfibres longues devraient continuer àfournir de bons résultats, et ce, pourdeux raisons : non seulement lesextrémités de fibres potentiellementabrasives sont beaucoup moins nom-breuses qu’avec des fibres courtes (àpoids égal), mais les fibres longuesont davantage tendance à s’alignerparallèlement à la surface lors de lamise en œuvre – ce qui contribueencore à fortement réduire le nombred’extrémités de fibres affleurant à lasurface.

L’application pratique n’est qu’unequestion de tempsLes résultats des essais effectués à cejour confirment que les améliorationsapportées tant à la conception qu’aumatériau peuvent grandement accroîtrela résistance et la rigidité des chaînesde convoyeurs en polymère. Une foisachevée l’optimisation, actuellementen cours, du moule d’injection pour lanouvelle géométrie, les avantages déjàmanifestes des polymères renforcéspar des fibres longues devraient êtreencore plus prononcés.

Engineering Design 2009-02 9

Test de résistance à la traction, chaîne à 3 éléments (L=100,5 mm)

Déformation (%)0 2 4 6 8 10 12

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

Forc

e de

trac

tion

(N)

Résistance

Rigidité

chaînes actuelles

polymères renforcés par des fibres

de verre longues

POM (Standard)PBT (Standard)PPA-LGF50

Figure 2. Des thermoplastiques optimisés améliorent la capacité de charge des éléments de traction (résultats avant optimisation de l’outillage)

Écrou – broche

Élément de traction – broche

Éléments de traction de la chaîne

Figure 3. Analyse tribologique des points critiques de la nouvelle conception

10 Engineering Design 2009-02

Développé par la société britanniquePure Global Ltd., le levier de conduiteNuDrive réduit fortement – jusqu’à40 % – la force requise pour mouvoir unfauteuil roulant manuel. En effet, au lieude faire tourner la roue manuellement,il suffit d’actionner ce levier pour avan-cer, reculer, manœuvrer ou freiner. Cedispositif se fixe en quelques secondesà quasiment n’importe quel fauteuildoté de roues à rayons de 61 cm et, enaugmentant le couple, facilite considé-rablement les déplacements en montéeou sur terrain difficile.

Le concept était simple ; leconcrétiser, beaucoup moins. Latâche a été confiée à un bureaud’études réputé : London Associates

(www.LA-design.co.uk), de Berkhams-ted, spécialisé dans les produits médi-caux et technologiques. Les critères –fortes charges structurelles, légèreté,ergonomie et coût – conféraient un rôleclé à la sélection des matériaux. « Nousavons en quelque sorte dû revenir auxprincipes de base, sélectionnant lesmatériaux en fonction de notre expé-rience de leur capacité de charge ; puisnous avons effectué des analyses etréalisé des prototypes afin d’affinernotre choix en liaison avec leur fournis-seur. Il a aussi fallu satisfaire à destests standards de fauteuils roulants »,explique Andrew Malloy, ingénieur chezLA Design.

Si les principaux leviers et adapta-teurs sont en aluminium, les compo-sants internes ainsi que la poignée decommande font un large usage depolymères – dont 80 % fournis parDuPont. Le nylon renforcé par desfibres de verre DuPont™ Zytel® et larésine acétal DuPont™ Delrin® ont étéchoisis pour les divers pignons, cameset verrous intérieurs. L’élastomèrethermoplastique DuPont™ Hytrel® aété préféré pour les composants bi-matière tels que le connecteur del’adaptateur qui assure le contact avecla jante de la roue. La matière de base,un PC/ABS, assure la rigidité, tandisque l’Hytrel® fournit un coussin rési-lient faisant partie intégrante de lapièce.

« Suite à une étude de coût, l’undes défis les plus intéressants aconsisté à remplacer l’aluminium parun grade de Zytel® renforcé verre, pluséconomique, pour produire la fourchede l’adaptateur », se souvient A. Malloy.« Avec l’aluminium, ce composant devaitêtre coulé, puis usiné ; la pièce mouléepar injection ne requiert aucun post-trai-tement, est beaucoup plus légère, etmoins coûteuse. » Au-delà de la hauteperformance de ses polymères, l’enver-gure mondiale de DuPont et son assis-tance technique ont contribué au succèsde ce développement : « Nous avonschoisi DuPont pour sa réactivité et la qua-lité de son assistance technique »,conclut A. Malloy.

NuDrive est vendu directement parPure Global (www.nu-drive.com) ouchez des distributeurs agréés auRoyaume-Uni, en France, en Australie,en Estonie, et en Afrique du Sud.

Lauréat du prestigieux prix

indépendant britannique

Living Design Awards en

2008, NuDrive est le pre-

mier levier de conduite de

fauteuil roulant manuel

proposé au public. Près de

80 % des plastiques utili-

sés dans ce levier léger et

compact sont fournis par

DuPont.

Contact

Pure Global Ltd,3-5 Rickmansworth Road,Watford,Hertfordshire, WD18 0GX,Royaume-UniTél. : +44 8450 542930info@nu-drive.comwww.nu-drive.com

Au service de la mobilitéPar Ian Wands, DuPont Engineering Polymers, Royaume-Uni

Engineering Design 2009-02 11

Ambi Pur Renov’Air se caractérise parune double action : d’abord, il neu-tralise les mauvaises odeurs, puisil diffuse un parfum frais etnaturel. La diffusion deces sprays est gérée parun minuteur à piles etun engrenage consti-tué d’un pignon, dedeux roues denteléeset d’un marteau – tousmoulés en Delrin® 500, unhomopolymère acétal à faible visco-sité de DuPont. Le boîtier intermé-diaire du diffuseur est lui aussi moulédans cette matière.

Cette résine se moulant avec préci-sion selon d’étroites tolérances, lesroues tournent sans à-coup et silen-cieusement, régulant la quantité deparfum diffusée ainsi que le moment

decette dif-

fusion. Natu-rellement lubri-

fié, le Delrin® mini-mise les frottements

et les crissementséventuels, tandis que sa

résistance à l’humidité s’allieà sa tenue et stabilité ther-

mique pour assurer un fonction-nement fiable pendant toute la duréede vie du diffuseur, même dans uneatmosphère chaude et humide. Le bruita encore été réduit (moins de 40 déci-bels) grâce à une conception qui per-met aux roues de tourner en perma-nence et de manière uniforme, minimi-sant ainsi le couple et les variations devitesse à l’origine des vibrations et desbruits dans les engrenages.

« Ce diffuseur, qui entre en actionsilencieusement et aux intervallesrequis, doit son succès à sa fiabilité »,confirme Cédric Morhain, superviseur ducentre Science des Matériaux de ZobeleEspaña, la société qui a conçu les com-posants en coopération avec Sara Lee eten assure le moulage. « L’acétal consti-tue le polymère de référence pour lesengrenages, et Delrin® est le nom qui faitréférence pour les polyacétal. »

Contact

Zobele España, S.A.,Argenters 8, Edif. 3. Parc Tecnològic del Vallès08290 Cerdanyola del Vallès,Barcelone, EspagneTél. : +34 93 5942400info@zobele.comwww.zobele.com

Une dose d’air pur avec Delrin®

Par Elisenda Falco, DuPont Engineering Polymers, Espagne

Le nouveau parfum d’in-

térieur Ambi Pur

Renov’Air, de Sara Lee

Household and Bodycare,

est le premier diffuseur

automatique à double

action, renouvelant en

permanence l’air de la

maison. La diffusion régu-

lière et tout en douceur

du parfum est assurée par

un engrenage dont les

composants sont moulés

en résine acétal DuPont™

Delrin®.

plastics.dupont.com

Crastin®

pbt

résine polyester

thermoplastique pbt

Delrin®

résine acétal

Hytrel®

élastomère thermo-

plastique polyester

Minlon®

résine polyamide à

charge minérale

Rynite®

pet

résine polyester

thermoplastique pet

Thermx®

pct

résine polyester

thermoplastique pct

Tynex®

nylon monofilament

Vespel®

pièces et

semi-produits

Zytel®

résine polyamide

Zytel®

htn

résine polyamide

hautes performances

Zenite®

lcp

résine polymère à

cristaux liquides

DuPont™ etpv

résine technique

thermoplastique

vulcanisée

L'Ovale DuPont, DuPont™, The miracles ofscience™, Crastin®, Delrin®, DuPont™ ETPV,Hytrel®, Minlon®, Rynite®, Thermx®, Tynex®,Vespel®, Zytel® et Zenite® sont des marquesou marques déposées de E.I. du Pont deNemours and Company ou de l’une de sessociétés affiliées.

Editeur : DuPont Engineering Polymers2, ch. du PavillonCH-1218 Le Grand-SaconnexGenève, SuisseTél. : +41 22 717 51 11Fax: +41 22 580 22 35

Contact: Birgit Radlingerbirgit.radlinger@dupont.com

Rédacteur : Andrew Wilkins PRandrew.wilkins@btconnect.com

Maquette: Konsens PR GmbH & Co. KGmail@konsens.de

Engineering Design est publié en français,allemand, anglais, espagnol, italien et russepar Du Pont de Nemours International S.A.,P.O.Box 50,CH-1218 Le Grand-Saconnex Genève,Suisse.

Les informations figurant dans leprésent document sont fournies à titregratuit et sont établies sur la base dedonnées techniques que DuPontconsidère comme dignes de foi. Elles ontpour seul objet d’être utilisées par despersonnes possédant les compétencestechniques requises en la matière, ainsiqu’à leur seul risque et à leur seulediscrétion. DuPont n’entend accorderaucune garantie, expresse ou implicite,ni assumer une quelconque responsabilitédu fait de l’utilisation des informationsfigurant dans le présent document.

© 2009 E.I. du Pont de Nemours and Company

K22017-F

Pour recevoir Engineering Design en ligne, taperhttp://www.engineeringpolymers.com/engdesign/

EUROPE/MIDDLEEAST/AFRICA

Belgique / BelgiëDu Pont de Nemours (Belgium)Antoon Spinoystraat 6B-2800 MechelenTel. +32 15 44 14 11Fax +32 15 44 14 09

BulgariaServiced by Biesterfeld InterowaGmbH & Co. KG.See under Österreich.

Ceská Republika aSlovenská RepublikaDu Pont CZ s.r.o.Pekarska 14/628CZ-155 00 Praha 5 – JinoniceTel. +420 257 41 41 11 Fax +420 257 41 41 50 51

DanmarkDu Pont Danmark ApSSkjøtevej 26P.O. Box 3000DK-2770 KastrupTel. +45 32 47 98 00Fax +45 32 47 98 05

DeutschlandDuPont de Nemours(Deutschland) GmbHHugenotenallee 173-175D-63263 Neu-Isenburg Tel. +49 6102 18-4400Fax +49 6102 18-4410

EgyptDu Pont Products S.A.Bldg no. 6, Land #7, Block 1New MaadiET-CairoTel. +202 754 65 80Fax +202 516 87 81

EspañaDu Pont Ibérica S.L.Edificio L’IllaAvda. Diagonal 561E-08029 BarcelonaTel. +34 93 227 60 00Fax +34 93 227 62 00

FranceDu Pont de Nemours (France) SASDéfense Plaza23/25 rue Delarivière LefoullonDéfense 992 064 Le Défense CedexTel. +33 1 41 97 44 00Fax +33 1 47 53 09 67

HellasBiesterfeld Hellas Intralink S.A.Trading Establishment149, AG. Triados Menidi Achar-nesGR-13671 AthensTel. +30 210 24 02 900Fax +30 210 24 02 141

IsraëlGadot Chemical Terminals (1985) Ltd. 16 Habonim Street Netanya - South Ind. Zone IL-42504 Netanya Tel. +972 9 892 95 52 Fax +972 9 865 33 81

ItaliaDuPont de Nemours Italiana S.r.L.Centro Direzionale “Villa Fiorita”Via Piero Gobetti, 2/AI-20063 Cernusco s/N (MI)Tel. +39 02 92629.1 (switchboard)Fax +39 02 36049379

MagyarországDuPont Magyarország Kft.Neuman Janos u.1HU-2040 BudaörsTel. +36 23 509 400Fax +36 23 509 432

MarocDeborel Maroc S.A.40, boulevard d’Anfa – 10°MA-CasablancaTel. +212 227 48 75Fax +212 226 54 34

Norway / NorgeDistrupol NordicOstenssjoveien 36N-0677 OsloTel. +47 23 16 80 62Fax +47 23 16 80 62

Österreich Biesterfeld Interowa GmbH & Co. KGBräuhausgasse 3-5P.O. Box 19A-1051 WienTel. +43 1 512 35 71-0Fax +43 1 512 35 72-100info@interowa.atwww.interowa.at

PolskaDu Pont Poland Sp. z o.o.ul. Powazkowska 44CPL-01-797 WarsawTel. +48 22 320 0900Fax +48 22 320 0910

PortugalBiesterfeld Iberica S.L.Rua das MatasP-4445-135 AlfenaTel. +351 229 698 760Fax +351 229 698 769

RomaniaDu Pont Romania SRL Sos. Bucuresti PloiestiNo. 42 - 44 Baneasa Business & Technology Park Building B, 2nd floor, Sector 1, Bucharest 013696, Romania Tel. + 4031 620 4118 Fax + 4031 620 4101

RussiaDuPont Science and Technologies LLC. Krylatskaya str., 17, kor.3 121614 Moscow Tel. +7 495 797 22 00 Fax +7 495 797 22 01

Schweiz / Suisse / SvizzeraBiesterfeld Plastic Suisse GmbHDufourstrasse 21Postfach 14695CH-4010 BaselTel. +41 61 201 31 50Fax +41 61 201 31 69

SlovenijaServiced by Biesterfeld InterowaGmbH & Co. KG.See under Österreich.

Suomi / FinlandDu Pont Suomi Oy PO Box 54 (Keilaranta 12)FIN-02150 EspooTel. +358 207 890 500Fax +358 207 890 501

SverigeServiced by Du Pont Danmark ApS.See under Danmark.

TürkiyeDu Pont Products S.A.Buyukdere Caddesi No. 122Ozsezen Ismerkezi,A block, Kat: 3Esentepe, 34394 Istanbul, TurkeyTel. +90 212 340 0400Fax +90 212 340 0430

UkraineDu Pont de Nemours International S.A. Representative Office Business center "Podil Plaza" 30a, Spaska Street Kyiv 04070 Tel. +380 44 4952670 Fax +380 44 4952671

United KingdomDu Pont (U.K.) LimitedWedgwood WayStevenageHerts, SG1 4QNTel. +44 14 38 73 40 00Fax +44 14 38 73 41 09

South AfricaDuPont de NemoursSociété AnonymeSouth African Branch Office4th floor Outspan House1006 Lenchen Avenue NorthCenturionPretoria 0046Tel. +27 12 683 5600Fax +27 12 683 5661

Requests for further informationfrom countries not listed aboveshould be sent to:

Du Pont de NemoursInternational S.A.2, chemin du PavillonCH-1218 Le Grand-Saconnex/GenevaTel. +41 22 717 51 11Fax +41 22 717 52 00

NORTH AMERICA

USADuPont Engineering PolymersBarley Mill Plaza, Building 26P.O. Box 800026Wilmington, Delaware 19880Tel. +1 302 992 4592Fax +1 302 992 6713

DuPont Automotive950 Stephenson HighwayP.O. Box 7013Troy, Michigan 48007-7013Tel. +1 248 583 8000

CanadaE.I. du Pont Canada CompanyBox 2200StreetsvilleMississauga, OntarioL5M 2H3Tel. +1 905 821 5953Fax +1 905 821 5057

MexicoDuPont S.A. de C.V.Homero 206Col. Chapultepec Morales11570 Mexico D.F.Tel. +525 722 1248Fax +525 722 1454

SOUTH AMERICA

ArgentinaDu Pont Argentina S.A.Avda. Mitre y Calle 5(1884) Berazategui-Bs.As.Tel. +54 11 4239 3868Fax +54 11 4239 3817

BrasilDuPont do Brasil S.A.Al. Itapecuru, 506 Alphaville06454-080 Barueri-Sao PauloTel. +55 11 4166 8299Fax +55 11 4166 8513

ASIA-PACIFIC

AustraliaDuPont (Australia) Ltd.168 Walker StreetNorth Sydney NSW 2060Tel. +61 2 9923 6111Fax +61 2 9923 6011

Hong Kong/ChinaDu Pont China Limited26/F, Tower 6, The Gateway,9 Canton RoadTsimshatsui, Kowloon, Hong KongTel. +852 2734 5345Fax +852 2724 4458

Shanghai/ChinaDuPont (China) R&D and Management Co LtdZhangjiang Hi-Tech Park600 Cailun Road,Pudong New DistrictShanghai 201203Tel. +86 21 2892 1000Fax +86 21 2892 1151

IndiaE.I. DuPont India Private LtdArihant Nitco Park, 6th floor,90, Dr. Radhakrishnan Salai,Mylapore,Chennai 600 004Tel. +91 44 2847 2800Fax +91 44 2847 3800

JapanDuPont Kabushiki KaishaSanno Park Tower, 11-1Nagata-cho 2-chomeChiyoda-ku, Tokyo 100-6111JapanTel. +81 3 5521 8500Fax +81 3 5521 2595

KoreaDuPont (Korea) Inc.3-5th Floor, Asia Tower#726, Yeoksam-dong, Kangnam-KuSeoul 135-719Tel. +82 2 2222 5200Fax +82 2 2222 5470

SingaporeDu Pont Company (Singapore)Pte Ltd1 HarbourFront Place #11-01HarbourFront Tower OneSingapore 098633Tel. +65 6586 3688Fax +65 6272 7494

TaiwanDuPont Taiwan Limited13th Floor, Hung Kuo Building167 Tun Hwa North RoadTaipei 105Tel. +886 2 2719 1999Fax +886 2 2719 0852

ThailandDu Pont (Thailand) Limited6-7th Floor, M. Thai TowerAll Seasons Place87 Wireless RoadLumpini, PhatumwanBangkok 10330Tel. +66 2 659 4000Fax +66 2 659 4001