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Le formage : Procédés et machines de fabrication

Le verre est amené du bassin de travail à la machine par des canaux en réfractaires appelés feeders.

A la sortie du bassin de travail, le verre est encore généralement très chaud pour être mis en forme par les machines. Les feeders permettent de conditionner le verre à la température correspondante à la bonne viscosité de travail.

La températures des paraisons distribuées aux machines doit être précise, au degré près, mais convient aussi d’avoir au sein de cette paraison une homogénéité thermique quasi parfaite (quelque degrés). Cette régulation en température des feeders, impérative pour obtenir une bonne fabrication grâce à une paraison bien homogène, est pilotée par les valeurs de température fournies par les cannes pyrométriques à thermocouples ou les pyromètres à rayonnement infrarouge.

Le feeder est terminé par une cuvette et un mécanisme de formation des paraisons.

Pour former la goutte de verre ou paraison (appelée encore gob), on utilise un mécanisme comprenant un plongeur actionné par une came qui lui communique un mouvement ascendant et descendant, pour retenir ou de refouler le verre et ainsi de former la paraison, une chemise généralement tournante pouvant se régler en hauteur afin de faire varier le débit de verre et donc le poids de la paraison, (cadence maximale : 200 coupes/ minute).

Les paraisons sont distribuées aux différentes sections de la machine dans des glissières. Leur température, selon le poids et le procédé de fabrication, est comprise entre
1 100 et 1 230°C.

 Procédés de fabrication (mise en forme) pour bouteilles, flacons et pots


Actuellement, sont essentiellement utilisées les machines IS.

Chaque machine comporte un certain nombre de sections (jusqu’à 12 sections aujourd’hui) chacune pouvant comporter de 1 à 4 empreintes. Deux machines peuvent être mises bout à bout, permettant d’obtenir des machines tandem de 20 sections alimentées par des feeders en T ou en Y.

Chaque section comporte :

• 1 moule de bague qui fixera définitivement la forme et les dimensions de la bague de l’emballage;

• 1 moule ébaucheur pour la formation de l’ébauche de l’emballage, qui sera transféré dans le moule finisseur;

• 1 moule finisseur dans lequel, par soufflage de l’ébauche, l’article prend sa forme définitive.
La formation de l’ébauche peut être obtenue de deux façons différentes:

• soit par soufflage de la paraison après la formation de la bague; il s’agit alors du procédé dit soufflé-soufflé;

• soit par pressage de la paraison avec un poinçon : c’est le procédé pressé-soufflé.

Le procédé pressé-soufflé, d’abord développé pour la fabrication des emballage à large ouverture, et se révélant supérieur au soufflé-soufflé quant à la répartition du verre, est utilisé pour certains articles à étroit e ouverture et semble devoir s’imposer pour l’obtention des emballages allégés.

Les machines IS sont des machines pneumatiques à simple ou double effet pour la commande des mouvements:

• ouverture, fermeture des moules;

• transfert.

La commande et la synchronisation sont effectuées de manière:

• mécanique, au moyen d’un tambour rainuré avec plots à vis ( chaque plots, réglable, à une action de commande mécanique des vannes);

• électronique, au moyen d’un automate pour programmable. Les nouvelles machines sont à présent toutes équipées d’une commande électronique.

Les moules spécifiques pour chaque article fabriqué, sont d’un coup élevé, ce qui explique en partie les productions en grande série des emballages en verre.

Différents matériaux utilisés pour réaliser la moulerie des machines IS:

• la fonte « grise », quelquefois améliorée en surface;

• des alliages à base de cuivre; (leur conductibilité thermique supérieure à la fonte les avantage pour les articles produits à cadence élevée);

• des alliage à base de nickel de dureté élevée pour une usure moindre.


Principe du procédé soufflé-soufflé

Le chargement
La paraison arrive au centre de l’entonnoir et rentre dans le moule ébaucheur.

La compression
Le fond ébaucheur vient se placer sur l’entonnoir et ferme le moule.

De l’air comprimé est injecté par celui-ci.

Le verre est poussé vers le bas, dans le moule de bague et sur le poinçon.

Réchauffement du débouchage
Le poinçon descend, le fond ébaucheur se retire ainsi que l’entonnoir.

Le fond ébaucheur vient se placer en position basse sur le moule. Pendant ces opérations l’empreinte dans le verre du poinçon se réchauffe : c’est le « craking » du débouchage.

Perçage
Le fond ébaucheur est en position base.

De l’air est « soufflé » à travers la base du poinçon et vient « percer » le verre et le plaquer sur les parois du mode ébaucheur.

Transfert de l’ébauche
L’ébauche est tenue par le moule de bague dans le moule finisseur.

Réchauffage et allongement de l’ébauche
Le moule de bague s’ouvre et le bras de transfert revient du côté ébaucheur.

L’ébauche se réchauffe (craking) et s’allonge sous l’effet de son propre poids.

Gonflage
La tête de gonflage vient se positionner sur le moule finisseur et de l’air comprimé est soufflé dans l’ébauche pour lui donner sa forme définitive.

Extraction
Le moule finisseur s’ouvre et la bouteille est extraite par des pinces.

Refroidissement
La bouteille est maintenue par les pinces sur plaque d’attente dans un flux d’air de ventilation, puis libérée et évacuée par un convoyeur vers l’arche de recuisson.

Le procédé pressé-soufflé

C’est le seul procédé qui permet de fabriquer des articles de large ouverture avec les machines IS. Il est également utilisé pour la production des bouteilles allégées (pressé soufflé étroite ouverture). Ici m’ébauche est pressée au lieu d’être soufflée, ce qui procure une meilleure maîtrise de la répartition du verre et une possibilité d’allégement accrue. Il présente quelques inconvénients :

• les poinçons, très chauds, ne doivent pas relarguer de micro-particules qui seraient sources de risque de casse ultérieure des articles fabriqués. Ceci implique donc l’utilisation de matières résultant des derniers progrès de la métallurgie, ainsi qu’une maîtrise des températures des poinçons ;
• les coûts d’exploitation sont plus élevés ;
• les cadences de production sont souvent plus faibles en procédé ouverture étroite.

La fabrication suit les étapes suivantes :

Chargement
La paraison arrive au centre de l’entonnoir dans le moule ébaucheur.

Début de pressage
Le fond ébaucheur se met en place sur le moule ébaucheur et le poinçon commence à monter.

Pressage
Le poinçon monte complètement et vient presser le verre qui remplit l’espace entre le poinçon et le moule.

Transfert de l’ébauche
L’ébauche est transférée dans le moule finisseur.

 Les procédés de fabrication pour gobelets

Ce type d’emballage est très utilisé sur certains marchés : moutarde, condiments…

Le procédé Pressé

La paraison tombe dans un moule, puis un poinçon descend pour presser le verre et former l’article.

La table de pressage comprend de 12 à 36 moules. Sa rotation est à entraînement électrique à présent (moteur pas à pas).

La commande des poinçons est hydraulique ou pneumatique. Des systèmes multiparaisons existent comme en machine IS (jusqu’à 4 cavités emplies simultanément, mais celles-ci ne sont pas côte à côte pour des raisons d’encombrement lors du pressage). La moulerie est généralement en acier inox pour la fabrication des gobelets.

A noter le rebrûlage des bords des articles pressés.

Le procédé Hartford 28 Pressé-Soufflé-Tourné

L’ébauche pressée puis mise en rotation dans le moule finisseur lors du gonflage, cela permet de ne pas avoir de trace de moule.

L’article, après fabrication, est coupé et terminé à la flamme, à la bonne hauteur.

 La fabrication d’emballage verre à partir de tubes étirés

Les tubes en verre sont fabriqués suivant deux procédés :

le procédé Danner, généralement pour les tubes de diamètre > à 25 mm

le procédé Vello pour les tubes de diamètre inférieur.

A partir de ces tubes, on fabrique pour l’industrie pharmaceutique, des ampoules, des piluliers, des flacons.

Des machines spécialisées, généralement verticales et à carrousel chauffent les tubes avec des chalumeaux, forment les pointes des ampoules, les cols ou les fonds des flacons et piluliers. Les cadences de fabrication atteignant 5 000 articles à l’heure.