Victrex à Fakuma : Solutions novatrices en matière de polymères

Victrex, spécialiste mondial des PAEK1, sera présent au salon Fakuma en Allemagne pour montrer une fois de plus que son activité ne se résume pas à la « simple » production de polymères haute performance. Pour preuve, la société internationale étoffe sa gamme avec un nouveau portefeuille de grades alimentaires, des solutions innovantes pour les moteurs électriques et les engrenages dans l'automobile ainsi que les turbines dans les appareils électroménagers. Elle confirme aussi ses investissements dans la construction d'une chaîne d'approvisionnement pour les pièces composites thermoplastiques pour l'aéronautique, met en place des partenariats dans la fabrication additive et dans le développement de nouveaux produits AM PAEK afin de faire progresser les solutions basées sur les polymères VICTREX ™ PAEK. Dans certains domaines spécifiques, Victrex innove même dans la fabrication de pièces, notamment les brackets composites pour l’aéronautique. Cette collection impressionnante de succès a été rendue possible par l’invention et le développement du PEEK il y a 40 ans et l’attachement de Victrex à se concentrer sur les thermoplastiques PAEK / PEEK.

Les termes « Innovateur » et « fournisseur de solutions » peuvent sembler surutilisés de nos jours. Cependant, ils décrivent exactement la gamme de produits et de services proposés par Victrex et basés sur les polymères polyaryléthercétones (PAEK) haute performance qui constituent son cœur ce métier depuis sa création. Aujourd'hui, les thermoplastiques de cette famille, et en particulier le VICTREX ™ PEEK, sont utilisés dans d'innombrables applications, couvrant l'aéronautique, l'automobile, l'électronique, l'énergie, l’industrie ainsi que le domaine médical.

Agro-alimentaire : Avancées dans les applications alimentaires grâce aux nouveaux grades alimentaires VICTREX FG
Pour aider les équipementiers à répondre aux exigences strictes de réglementation et de qualité imposées à l’industrie alimentaire, Victrex présente au salon Fakuma un portefeuille spécifique de grades alimentaires PEEK. Par rapport aux métaux, la nouvelle famille de thermoplastiques haute performance « VICTREX FG ™ » offre aux équipementiers des avantages supplémentaires en termes de coût, de productivité et de performance - ainsi que la neutralité en matière de goût qu’attendent les consommateurs. Les applications vont des ustensiles de cuisine et des distributeurs de boisson à usage commercial et domestique aux applications industrielles intégrant des composants destinés au contact alimentaire dans les systèmes de convoyage, la fabrication aseptique, les capteurs, les engrenages et les buses. Un exposé au « Forum » du salon Fakuma fournira des explications complémentaires sur le thème « 3 éléments à prendre en compte pour des applications alimentaires fiables et conformes à la réglementation » (mercredi 17 octobre, 15 h 40 à 16 h 20, Conférence Center West, salle Paris).

Appareils électroniques : des composants d'aspirateur plus légers avec une durabilité améliorée procurent une réduction du bruit et une meilleure efficacité énergétique
Dans les appareils électroménagers, le polymère haute performance a permis aux concepteurs d’explorer de nouvelles approches pour imaginer des composants d’aspirateur plus petits, mais tout aussi puissants. Grâce au moulage par injection le VICTREX PEEK permet de produire des pièces complexes à haute tolérance capables de supporter des vitesses élevées, parfois supérieures à 100 000 tr / min. (en comparaison la vitesse de rotation des moteurs à réaction est seulement de 15 000 tr / min), tandis que le bruit peut être réduit de 50 %. Le rapport rigidité/poids élevé du matériau permet également à la turbine de conserver sa forme à ces vitesses élevées, ce qui se traduit potentiellement par une plus grande puissance d’aspiration par rapport aux matériaux plus ductiles. En outre, le remplacement de pièces métalliques usinées peut permettre d’alléger les pièces, réduisant ainsi la taille des moteurs et des composants nécessaires tout en procurant une résistance à divers produits chimiques ménagers ainsi qu'à la chaleur et à l'humidité. Le moulage par injection permet aux fabricants non seulement de réaliser des économies potentielles par rapport à l'usinage de pièces métalliques, mais aussi de développer rapidement les capacités de production de nouveaux designs, de réduire le délai de lancement des produits et de passer plus vite au stade de fabrication industrielle.

Automobile : le film APTIV ™ mettra-t-il fin à la quête du matériau idéal pour les isolants d’encoches des moteurs électriques ?
Avec la transition de l’industrie automobile vers les véhicules électriques, la recherche de moteurs électriques haute densité avec un meilleur rapport coût-efficacité est plus que jamais d'actualité. La plupart des constructeurs de moteurs ont porté leur choix sur le PMSM (machine synchrone à aimant permanent) car ce type de moteur a un rendement supérieur et occupe moins de volume que d'autres types de moteurs électriques. Le PMSM étant conçu pour se couper dès que les températures menacent d'endommager son isolation interne, la gestion thermique est un paramètre essentiel de performance pour les moteurs de véhicules électriques - la conception du système isolant est par conséquent primordiale.

À la recherche du matériau isolant « rêvé » pour le chemisage des encoches, les ingénieurs de Victrex ont simulé le remplacement d'un matériau de type laminé PET-méta-aramide de 250 microns par un film APTIV™ à base de polymère PEEK de 150 microns. Cette simulation faisait appel à un film thermoplastique 40% plus mince offrant une meilleure conductivité thermique. Il a été démontré que ce film peut améliorer le flux thermique du bobinage vers le fer statorique et le système de refroidissement à eau externe. Des simulations supplémentaires ont montré l’excellente conductivité thermique du film APTIV ™ qui permet de mieux gérer les flux thermiques et d’atteindre des pics de température 2 à 3° C inférieurs à ceux des laminés traditionnels de sorte que le moteur électrique s’échauffe moins. Avec une gestion thermique améliorée et des isolants d’encoches plus minces, les simulations ont démontré un gain potentiel de 2% de la densité de cuivre (c'est-à-dire du facteur de remplissage de l’encoche). Enfin, les simulations ont révélé une augmentation de 5% du couple de sortie permanent qui pourrait se traduire par un rendement de puissance plus élevé pour une machine de taille identique.

Les engrenages en polymères PEEK s’embarquent dans les applications du groupe motopropulseur
Le secteur automobile utilise déjà fréquemment le VICTREX PEEK dans les composants du groupe motopropulseurs tels que les bagues d'étanchéité, rondelles de butée, coussinets et roulements. En revanche, les engrenages dans les applications du groupe motopropulseur sont soumis à de fortes sollicitations et il semblait peu probable jusqu’à présent que les polymères PEEK viennent se substituer au métal. Cependant, les moteurs devenant toujours plus petits et plus compacts, les équipementiers et les sous-traitants se trouvent confrontés à un défi particulièrement difficile à relever : le confort vibratoire et acoustique (NVH = bruit, vibration, secousses). Les solutions de transmission polymère de Victrex ont montré une réduction jusqu'à 50% (3dB) des problèmes de bruit et de vibration dans les applications de moteur. Le poids et le moment d'inertie des engrenages VICTREX HPG ™ est beaucoup plus faible en comparaison avec les engrenages en poudre métallique, si bien que l’efficacité du système s’en trouve améliorée.

Des solutions composites révolutionnaires pour l'aéronautique
Au salon de Fakuma, Victrex présentera également une variété de pièces composites et de composants hybrides surmoulés à base de VICTREX ™ PAEK destinés à l’aéronautique. La société collabore actuellement avec des clients pour répondre à leurs défis techniques en faisant appel à des solutions innovantes. Les process de fabrication se déroulent en continu et les cycles ne durent plus que quelques minutes, alors qu’ils prenaient des heures avec les produits thermodurcissables. Comparés à leurs équivalents thermodurcissables couramment utilisés aujourd’hui, les composites thermoplastiques sont essentiels pour stimuler les cadences de production dans l’aéronautique. Pour mettre en place la chaîne d'approvisionnement nécessaire, Victrex investit également dans TxV Aero Composites, une joint-venture créée avec son partenaire de développement de longue date, Tri-Mack Manufacturing.

Le PEEK a 40 ans : les raisons du succès d'un Polymère Haute Performance relativement jeune
Les propriétés inertes des polymères PAEK polyvalents sont l’une des principales raisons de leur succès. Cette famille de polymères est parfaitement adaptée aux environnements extrêmes et exigeants. Tandis que les matériaux alternatifs peuvent répondre à des besoins spécifiques, les PAEK / PEEK sont situés au sommet de la pyramide des polymères et peuvent répondre à de multiples exigences grâce à leurs nombreuses propriétés : légèreté, grande robustesse et haute résistance à l'usure, à la température, à la fatigue et aux fluides ou produits chimiques agressifs. La combinaison de ces propriétés permet de réduire la consommation de carburant, de prolonger la durée de vie des pièces d’usure, d’améliorer le confort (fonctionnement en douceur, moins de bruit), d’offrir une plus grande liberté de conception et d’optimiser le rapport coût-efficacité.

La deuxième raison majeure de ce succès réside dans la décision de Victrex de se concentrer de manière stratégique sur cette famille de polymères hautes performances PAEK en particulier. En conséquence, au cours des quatre dernières décennies, un cap a été fixé en développant des matériaux de pointe, en adoptant des décisions stratégiques et en coopérant étroitement avec les clients. Fort des progrès accomplis, Victrex continue aujourd'hui de « façonner les performances du futur » avec ses solutions PAEK / PEEK. Le stand de l'entreprise au salon Fakuma (hall A4 - stand 4106) sera placé sur le thème de l’engagement indéfectible en faveur de l'innovation et du succès et donnera un premier aperçu des célébrations du 40ème anniversaire du PEEK en novembre.