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Défauts et problèmes relatifs au pressage uniaxial
Dr. José Luis Amorós Albaro
INSTITUTO DE TECNOLOGÍA CERÁMICA DE LA UNIVERSIDAD JAUME I DE CASTELLÓN

Certains des problèmes et défauts les plus rencontrés durant la fabrication de tuiles en céramique par pressage uniaxial et conduisant à des performances inappropriées sont :

    i) Compaction inappropriée de la pièce
    ii) Usure par abrasion du moule
    iii) Formation de fissures
    iv) Compaction imparfaite de la tuile et/ou entre les tuiles

i) Compaction inappropriée de la pièce. Ce défaut est habituellement dû à un manque de contrôle dans la préparation de la poudre granulée. En fait, les variations de taux d’humidité dans la poudre pressée, causées par des altérations dans le sécheur-atomiseur ( » spray dryer « ) ou par les conditions de granulation, modifient de façon substantielle la compaction de la tuile pressée.

ii) Usure par abrasion du moule. Ce problème change progressivement la taille de la tuile et détériore son aspect de surface.

iii) Formation de fissures. L’apparition de fissures dans la pièce pressée est due à différentes causes. Les plus fréquentes sont: forme inadéquate du moule, quantité excessive d’air piégé durant l’étape de compaction, expansion excessive de la tuile durant l’éjection du moule, friction importante entre la tuile et les parois du moule durant l’éjection.

Généralement, la formation de fissures débute sur les bords supérieurs de la pièce, soit lors de la suppression de la charge appliquée (figure 12a), soit lors de l’éjection de la pièce de la matrice (figure 12b). Dans le premier cas (figure 12a), le centre du haut de la pièce, lequel est en contact avec le poinçon supérieur, se dilate axialement tandis que le poinçon se retire. En outre sur le bord supérieur, cette expansion est gênée par la friction entre les parois du moule et la surface de la tuile. Cela produit des contraintes de tension sur le bord supérieur de la pièce et peut causer des fissures si la valeur de ces contraintes excède localement la résistance mécanique du matériau.


Figure 12: Mécanismes de formation des fissures

La formation de fissures par ce mécanisme connu comme  » endcapping  » peut être évitée par les mesures suivantes :

  • réduire le coefficient de friction du système pièce/moule en utilisant un lubrifiant approprié ;
  • augmenter la résistance mécanique des crus, en sélectionnant la quantité et la nature du liant le plus approprié ;
  • réduire l’expansion d’après-pressage ;
  • retirer le poinçon haut sans neutraliser complètement la charge pour éviter une expansion axiale de la pièce durant l’éjection.

Le second mécanisme de formation des fissures (figure 12b) est également dû à l’expansion de la pièce après pressage. En fait, comme la pièce quitte le moule, sa section transversale augmente en taille. Cette expansion produit des contraintes de tension dans la pièce, juste au-dessus du bord supérieur du moule. Lorsque ces contraintes excèdent la résistance mécanique du matériau, des fissures apparaissent. Pour éviter l’apparition de ce défaut, la résistance mécanique à cru après pressage des tuiles doit être augmentée et l’expansion après pressage doit être réduite au minimum. Pour ce faire, il convient de sélectionner le liant approprié.

iv) Compaction incomplète de la tuile et/ou parmi les tuiles. Des variations excessives dans la compaction à l’intérieur d’un corps provoquent des déformations, des distorsions et même des fractures dans le corps durant la cuisson. D’un autre côté, si ces altérations de la compaction se produisent entre les pièces, elles causent un manque d’uniformité du produit cuit.

Une des causes des variations de la densité au sein d’une tuile est la friction entre particules, et entre les particules et la matrice, comme décrit ci-dessus. En outre, en général, la cause principale de ce type de défaut est un remplissage irrégulier de la cavité du moule. La section de la cavité du moule qui contient plus de poudre après remplissage produira un taux de compaction plus élevé. Si un moule contient différentes cavités pour produire plusieurs pièces en un seul pressage, le manque d’uniformité lors du remplissage conduira à une compaction incomplète parmi les pièces. Afin de réduire ou d’éliminer ces défauts, le programme de remplissage doit être optimisé et la fluidité de la poudre augmentée.

     
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