Quelques
applications :
- huiles, graisses résistantes au gel, démoulants (moulage des plastiques).
- joints pour : sanitaire, double vitrage, automobile,
- gels pour prothèses mammaires, coeur et vaisseaux artificiels
- produits cosmétiques.
Indépendamment des huiles et démoulants qui sont aussi utiles pour
le moulage, nous nous intéresserons plus spécialement aux ''caoutchoucs
silicones'' ou encore élastomères silicones.
L'élastomère de silicone de moulage
Ce composé organo-métallique à base de polymère de silicone réticulé
, se présente sous la forme d'une pâte plus ou moins visqueuse qui,
après vulcanisation à température ambiante sous l'action d'un catalyseur,
ou de l'humidité ambiante pour les produits mono-composant, se transforme
en une masse caoutchouteuse plus ou moins souple et résistante au
déchirement.
Deux systèmes catalytiques sont à considérer :
1/ La vulcanisation par condensation
Ces élastomères sont exclusivement réservés à la réalisation de
surmoulages et ne sont en aucun cas compatibles pour le contact
avec la peau, ils réticulent à température ambiante sous l'action
d'un catalyseur contenant généralement un sel d'étain et dégagent
de l'alcool
( éthanol ou propanol) . Le retrait inhérent à ce système de réticulation
s'arrête environ une semaine après et peut atteindre 0,4 à 2 %.
Il est conseillé de ne pas couler tout de suite des matières plastiques
agressives tels que les résines epoxy, polyester ou polyuréthane
mais d'attendre quelques jours avant la mise en service des moules.
2/ Vulcanisation par addition
Ces élastomères réticulent sous l'action d'un catalyseur contenant
généralement du platine, la réaction ne produit aucun dégagement,
ce qui explique que le retrait est nul. Les moules peuvent êtres
mis en service aussitôt après le démoulage.
Attention!
pendant la mise en oeuvre, il faut veiller à la propreté des supports
car le catalyseur peut être ''tué'' par des impuretés. Les amines,
les combinaisons sulfuriques et métallo-organiques peuvent ''inhiber''
la vulcanisation ou rendre le catalyseur inactif. On préconise d'utiliser
ce type d'élastomère sur des modèles en plâtre et d'éviter de s'en
servir sur des pièces en résine.
La grande stabilité thermique des silicones permet dans certains
cas leur utilisation à des températures de 300 °C comme lors de
la coulée de métaux à bas point de fusion, mais une dégradation
est possible avec des matériaux contenant des substances basiques
tels que les amines présentes dans certaines résines ou bétons.
Les silicones liquides ont une très faible tension superficielle,
ce qui leur permet de mouiller la plupart des surfaces des originaux
avec une très grande finesse de détails ( inférieure au micron).
Les silicones réticulés sont aussi extrêmement hydrophobes, et dans
une certaine mesure similaires à des paraffines .
Pour cette raison, ils sont mal mouillés par la plupart des matériaux
de coulée, il en résulte un excellent démoulage des copies faites
dans un moule silicone.
Pour chacun des deux systèmes de vulcanisation, il existe une infinité
de formulations qui permettent d'obtenir des élastomères aux propriétés
diverses tels que:
- élastomères transparents pour enrobage de composants électroniques
,- résistant à la température pour coulée de métal à bas point de
fusion ou plastissol
- résistant au déchirement, basse viscosité pour la coulée,
- thixotrope pour le moulage des parois verticales,
- spécial pour le moulage sur la peau
- spécial pour le coulage du béton - qualité alimentaire, etc.
Les élastomères sont disponibles dans des formulations diverses
pour couvrir toutes les difficultés de moulage.
Ils se distinguent par:
- leur souplesse exceptionnelle qui leur permet de mouler les contre-dépouille
- Leur très grande finesse et fidélité d'empreinte
- Ils sont auto-démoulants, leur surface est toujours grasse et
aucun agent de démoulage n'est dans la plupart des cas nécessaire.
Néanmoins, pour le tirage de pièces en matière plastique très agressive
comme les résines époxyde ou polyuréthane, il est préférable pour
permettre le tirage d'un grand nombre d'épreuves de protéger le
moule avec un ''barrier coat''.
Cela peut être une peinture ou un vernis acrylique qui, vaporisé
à l'intérieur de l'empreinte, reste ensuite accroché à la surface
du tirage sans nuire à son aspect ou à sa définition.
Citons quelques domaines d'application:
Métiers d'art, artisanat, décoration, moules pour staffeurs, statuaires,
fondeurs.- Bijouterie, maquettes, décors, fausses poutres, etc...-
Archéologie, paléontologie, minéralogie, moulage de momies, fossiles,
squelettes.
Il est impossible de citer ici toutes les applications des élastomères
de silicone. Retenons simplement qu'ils sont maintenant devenus
irremplaçables partout ou se pose un problème de moulage délicat
et complexe.
Mise en oeuvre :
Les techniques de mise en oeuvre pour le moulage et le tirage sont:
la ''coulée'' et ''l'estampage''.
On utilise des élastomères de faible viscosité pour les moules en
''bateau'' ou ''coulés sous chape'' et, des élastomères thixotropes
ou mélangés à des catalyseurs rapides pour les moules estampés
La mise en oeuvre est en général manuelle mais une meilleure qualité
de moulage est obtenue après un débullage sous une cloche à vide.
A condition de bien respecter les dosages et de suivre scrupuleusement
les indications portées sur les emballages et documents techniques,
les caoutchoucs silicones ne posent pas de problème particulier
de mise en oeuvre.
Elastomère silicone pour le moulage sur modèle vivant
Le besoin de prendre des empreintes fidèles du corps humain, notamment
pour les moulages dentaires et orthopédiques à amené les fabricants
à mettre au point différentes formules à prise rapide et compatibles
avec la peau ou à contact alimentaire.
Ce sont en général des systèmes par addition normalement bien tolérés
. Il subsiste toutefois deux obstacles qui sont: le prix très élevé
surtout au regard des quantités importantes qu'il faut mettre en
oeuvre pour réaliser une empreinte sur le vif et, si l'élastomère
est un matériau très fidèle pour la reproduction du grain de peau,
il permet de réaliser
une membrane souple qu'il il faut maintenir dans une chape rigide,
pour éviter des déformations de l'empreinte.
Pour aller plus loin les
ebbok de
Pascal Rosier sur la sculture et le moulage
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