Dans quel cas remplacer une pièce métallique par une pièce plastique ?

Ecrit par Victor Bouillard le 13 oct. 2020 08:17:00

Pendant la deuxième moitié du XXe siècle, l’essor de l’industrie plastique a permis de substituer de nombreuses pièces auparavant métalliques par des polymères, plus légers et souvent moins chers à fabriquer. Voici quelques-uns des avantages de passer des métaux aux plastiques.

La transition métal vers plastique : un avantage environnemental

Contrairement aux idées reçues, utiliser des matières plastiques n’est pas forcément plus mauvais pour l’environnement que d’utiliser des métaux. Voici pourquoi.

1. Fabriquer une pièce plastique consomme moins d’énergie

Si on raisonne sur l’ensemble du cycle de vie (de l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie), fabriquer une pièce plastique coûte souvent moins d’énergie, en comparaison avec une pièce métallique.

benne plastique

2. Les matières plastiques se recyclent facilement

Enjeu stratégique de l’économie circulaire, le recyclage permet d’éviter le gaspillage de ressources naturelles. Les matières plastiques recyclées (MPR) en fin de vie peuvent être transformées et réutilisées pour concevoir de nouvelles matières plastiques. Ceci permet ainsi de réduire l’impact environnemental global du produit conçu avec ces matériaux.

 

Les assemblages multi-matériaux : une revalorisation complexe en fin de vie


Recycler des objets en fin de vie serait un jeu d’enfant, si leur composition était toujours homogène. Les produits en plastique qui contiennent des pièces métalliques sont donc plus difficiles à recycler, car les différents éléments qui les composent doivent être séparés au préalable.

Réaliser des pièces 100 % plastiques facilite considérablement le recyclage et réduit donc l’impact environnemental !


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3. Un gain de poids important

La masse volumique de la majorité des plastiques est très inférieure à celle des métaux. Ceci veut dire qu’à volume équivalent, les plastiques pèsent moins lourd.

Par exemple, le PA66, qui possède des propriétés mécaniques comparables à certains aciers, possède une masse volumique de 1.15 g/cm3 contre 7.8 g/cm3 en moyenne pour les aciers. Ce polymère est donc environ 7 fois plus léger que l’acier !

Pour obtenir rapidement un prototype 3D en PA66 (et de nombreux autres matériaux) par Anvi, cliquez ici.

 

Réduire le poids des voitures : une priorité

Depuis les années 90, la baisse des émissions de CO2 des voitures neuves est en chute libre, grâce notamment aux limites d’émission imposées aux constructeurs automobiles par la Commission européenne.

Pour réduire leurs émissions de CO2, les constructeurs ont ainsi peu à peu remplacé certaines pièces métalliques par des pièces en polymère, dans le but d’alléger leurs véhicules.

 

Le plastique : quels avantages fonctionnels par rapport aux métaux ?

1. Plus de liberté au niveau du design

Les procédés de mise en forme de métaux (usinage surtout) ont un coût élevé. Par conséquent, dans le cas des métaux, les designs de pièces les plus complexes même s’ils sont réalisables sont souvent hors de prix.

Exemple de pièce design réalisée facilement en matière plastique

On ne rencontre pas ce genre de problèmes avec les procédés de plasturgie, car les designs les plus audacieux peuvent être réalisés en très grande série, par exemple par injection plastique.

Par ailleurs, comme les possibilités de mise en forme sont grandes, l’ajout de renforts mécaniques dans le design permet de fabriquer des pièces plastiques extrêmement solides, capables de concurrencer les métaux.

2. Le plastique est facilement utilisable en milieu corrosif

Beaucoup de matières plastiques ont l’avantage d’être inertes chimiquement, ce qui est rarement le cas des métaux qui sont, pour la plupart, sensibles à la corrosion.

 

  • Utilisation en milieu salin

Par exemple, le choix des matières plastiques utilisables en milieu marin est grand alors qu’il est limité aux aciers inox 316 et aux alliages de cuivre en ce qui concerne les métaux. L’acier inox étant très cher, utiliser des matières plastiques est donc souvent une solution économique.

  • Utilisation en milieu industriel acide ou basique

En milieu industriel, les matières plastiques sont omniprésentes, en partie grâce à leur résistance chimique aux acides, aux bases ou à d’autres substances.

Exemples d’utilisation :

  • Réservoirs de stockage d’acide chlorhydrique en PEHD, conçus en rotomoulage ;
  • Cuves de traitement de surface en PP-H ou PVDF ;

 

Remplacement du métal par le plastique : l'exemple des portes de box de stockage pour bouteilles de gaz

Dans les stations-service, les bouteilles de gaz vendues aux particuliers en libre-service sont stockées dans des sortes de cages métalliques.

Il a été demandé à Anvi Plasturgie de trouver une solution permettant de remplacer les portes en acier de ces cages. Ces portes doivent être résistantes à l’effraction, à la casse, résister aux conditions extérieures et répondre aux contraintes ATEX.

Pour améliorer la résistance mécanique, Anvi Plasturgie a ainsi sélectionné le matériau correspondant au cahier des charges et conçu un châssis plastique nervuré. Une fois testée et validée, cette solution a permis au client :

  • d’améliorer le design de son produit pour le rendre plus attractif ;
  • de réduire l’impact environnemental de son produit grâce à l’écoconception ;

 

En résumé

Gain de poids, consommation d’énergie plus faible, design plus libre, résistance chimique élevée... choisir une conception 100 % plastique s’avère être une bonne idée pour de très nombreuses applications industrielles.

 

Prenez contact avec un conseiller Anvi pour déterminer avec lui les avantages que vous pourriez tirer en intégrant la matière plastique à votre industrie.

 

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