Brevet FR3114766A1 — publié le 20220408

Procédé de fabrication d’un fil en polyamide recyclé et utilisation en fabrication additive La présente invention concerne un procédé (310) de recyclage d’au moins un objet (30) comprenant essentiellement du polyamide, le procédé comprenant : - une étape (330) de collecte de l’objet (30), - une étape (340) de broyage de l’objet (30) afin de former un mélange de broyats (80), - une étape (370) de fusion du mélange de broyats (80), et - une étape (380) d’extrusion du mélange de broyats fondu (80), caractérisé en ce que l’étape (380) d’extrusion est destinée à fournir un fil (50) en polyamide recyclé. Figure pour l'abrégé : Figure 1 Procédé de fabrication d’un fil en polyamide recyclé et utilisation en fabrication additive La présente invention concerne un procédé de recyclage d’au moins un objet comprenant essentiellement du polyamide, le procédé comprenant : - une étape de collecte de l’objet, - une étape de broyage de l’objet afin de former un mélange de broyats, - une étape de fusion du mélange de broyats, et - une étape d’extrusion du mélange de broyats fondu. Le recyclage des matières plastiques, et en particulier des déchets en polyamide, représente une alternative à leur enfouissement. Par exemple, EP 0 899 071 décrit un procédé de régénération d’éléments de fermeture à glissière en résine, notamment en polyamide, comprenant la formation de granulés à partir de ces éléments en résine, suivi de la fusion de ces granulés. La résine fondue est ensuite désaérée puis extrudée et immédiatement réduite en pellets, à partir desquels sont régénéré des éléments en résine pour fermeture à glissière Cependant, les éléments en résine recyclée produits par ce procédé présentent sensiblement la même forme que les éléments en résine utilisés comme matière première. Un but de l’invention est de proposer un procédé de recyclage d’au moins un objet comprenant essentiellement du polyamide qui permette la fabrication d’un objet en polyamide recyclé d’une forme indépendante de celle de l’objet comprenant essentiellement du polyamide à recycler. A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de recyclage d’au moins un objet comprenant essentiellement du polyamide tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que l’étape d’extrusion est destinée à fournir un fil en polyamide recyclé. Suivant des modes de réalisation particuliers de l’invention, le procédé de recyclage présente en outre les caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le procédé comprend une étape de tri du mélange de broyats entre l’étape de broyage et l’étape de fusion du mélange de broyats propre à éliminer du mélange de broyats des impuretés contenant un matériau différent du polyamide ; - l’étape de tri est un tri magnétique propre à éliminer du mélange de broyats des éléments métalliques ; - l’étape d’extrusion est effectuée à une vitesse comprise entre 40 T/min et 80 T/min ; - l’objet comprenant essentiellement du polyamide est un collier de serrage ou une partie d’un collier de serrage ; - le polyamide est du polyamide 6-6. - le fil en polyamide recyclé a un diamètre compris entre 1 millimètre et 5 millimètres ; - le procédé comprend une étape d’ajout au moins un additif au mélange de broyats. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une pièce en polyamide recyclé comprenant : - la fabrication d’un fil en polyamide recyclé par le procédé de recyclage d’au moins un objet comprenant essentiellement du polyamide tel que défini ci-dessus, et - une étape de fabrication par fabrication additive de la pièce en polyamide recyclé à partir du fil en polyamide recyclé. L’invention a également pour objet l’utilisation d’un fil en polyamide recyclé susceptible d’être obtenu par le procédé de recyclage d’au moins un objet comprenant essentiellement du polyamide tel que défini ci-dessus, comme matière première dans un procédé de fabrication par fabrication additive d’une pièce en polyamide recyclé. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, non limitatif, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d’une installation de fabrication d’une pièce en polyamide recyclé selon l’invention, et la figure 2 est un organigramme d’un procédé de fabrication d’une pièce en polyamide recyclé selon l’invention. L’installation 10 de fabrication illustrée sur la figure 1 est propre à produire une pièce 20 en polyamide recyclé à partir d’un objet 30 comprenant essentiellement du polyamide tel qu’un collier de serrage de câbles électriques ou une partie d’un collier de serrage. Selon un mode de réalisation, l’objet 30 consiste exclusivement en du polyamide. De préférence, le polyamide est du polyamide 6-6. L’installation 10 comprend une chaîne 40 de fabrication d’un fil 50 en polyamide recyclé, à partir d’objets 30 en polyamide, et un dispositif 60 de fabrication additive propre à fabriquer la pièce 20 en polyamide recyclé à partir de ce fil 50. La fabrication additive est également connue sous les termes impression 3D. Le dispositif 60 de fabrication additive est un élément spatialement indépendant de la chaîne 40 de fabrication. La chaîne 40 de fabrication du fil 50 en polyamide recyclé comporte d’abord un broyeur 70 propre à transformer les colliers de serrage 30 en un mélange de broyats 80. De préférence, le broyeur 70 est un broyeur à couteaux. La taille des broyats du mélange de broyats 80 est comprise entre 2 millimètres et 5 millimètres. La chaîne 40 de fabrication comporte ensuite un dispositif de tri 90 apte à éliminer du mélange de broyats 80, des impuretés 100 contenant un matériau différent du polyamide, et notamment des éléments métalliques, pour obtenir en sortie un mélange de broyats 110 exclusivement constitué de polyamide. Le dispositif de tri est formé par exemple d’un aimant . Une extrudeuse 120 est installée en sortie du dispositif de tri 90. Elle comporte une trémie d’alimentation 122, un fourreau 124 et une vis sans fin 126. Le fourreau 124 est propre à chauffer le mélange de broyats 110 pour produire un matériau fondu 130. La vis sans fin 126 est prolongée par une buse d’extrusion 132 propre à former le fil 50 en polyamide recyclé. De préférence, l’extrudeuse 120 est une extrudeuse bi-vis. L’extrudeuse 120 est propre à produire un fil 50 en polyamide recyclé présentant un diamètre compris entre 1 millimètre et 5 millimètres, de préférence compris entre 1,5 millimètres et 3 millimètres, et sensiblement égal à 1,75 ou 2,85 millimètres. La distribution d’un additif 150 est prévue en entrée de l’extrudeuse pour ajouter au moins un additif au mélange de broyats 110. Alternativement, le ou les additifs 150 sont ajoutés au matériau fondu 130. L’additif 150 est choisi dans le groupe constitué d’un plastifiant, un pigment, un colorant, un stabilisant, un antioxydant et des charges ignifugeantes. Un tapis roulant 160 est interposé entre la sortie de l’extrudeuse 120 et une bobineuse 165. Le tapis roulant 160 présente une longueur comprise entre 50 centimètres et 150 centimètres, et vaut avantageusement 100 centimètres. Au bout du tapis roulant 160, la bobineuse 165 met le fil 50 en polyamide recyclé sous la forme d’une bobine 170 propre à être utilisée dans le dispositif 60 de fabrication additive. Le fil 50 en polyamide recyclé compris dans la bobine 170 présente une longueur comprise entre 100 mètres et 500 mètres. Le dispositif 60 de fabrication additive comprend un dévidoir 175 pour la bobine 170, et une tête d’impression 176 alimentée par le fil 50 mobile au-dessus d’un plateau 180 sur lequel est formé la pièce 20. Selon un mode de réalisation, la pièce 20 en polyamide recyclé est imprimée sur un support 190 disposé sur le plateau 180. Le support 190 se présente sous la forme d’un treillis tridimensionnel préalablement imprimé sur le plateau 180 par superposition de plusieurs couches d’un matériau polymère. De préférence, le support 190 est en poly(téréphtalate d'éthylène). Alternativement, la pièce 20 est imprimée directement sur le plateau 180. Le fonctionnement du procédé de fabrication d’une pièce en polyamide recyclé est décrit à l’aide de l’organigramme 300 de la figure 2. Ce procédé comprend une étape 310 de recyclage de l’objet 30 comprenant essentiellement du polyamide pour former le fil 50 en polyamide recyclé, et une étape 320 de fabrication par fabrication additive de la pièce 20 en polyamide recyclé à partir de ce fil. Le recyclage de l’objet 30 comprenant essentiellement du polyamide débute par une étape 330 de collecte de l’objet 30. Ensuite, une étape 340 de broyage de l’objet 30 permet de former le mélange de broyats 80. Avantageusement, le mélange de broyats 80 subit une étape 350 de tri qui permet d’éliminer du mélange de broyats 80 les impuretés 100 contenant un matériau différent du polyamide pour obtenir le mélange de broyats 110 exclusivement constitué de polyamide. De préférence, l’étape 350 de tri est un tri magnétique propre à éliminer du mélange de broyats 80 des éléments métalliques. Selon un mode de réalisation, l’étape 350 de tri est suivie d’une étape 360 d’ajout du ou des additifs 150 au mélange de broyats 110. L’étape 360 est suivie d’une étape 370 de fusion du mélange de broyats 110 et l’obtention du matériau fondu 130. L’étape 370 est effectuée à une température comprise entre 280°C et 260°C, et vaut avantageusement 270 °C. A la suite de l’étape 370, le matériau fondu 130 est extrudé lors d’une étape 380 d’extrusion pour fournir le fil 50 en polyamide recyclé. L’étape 380 d’extrusion est effectuée à une vitesse comprise entre 40 T/min et 80 T/min, et vaut avantageusement 60 T/min. Selon un mode de réalisation particulier, le mélange de broyats 80 est fondu selon l’étape 370 sans subir d’étape 350 de tri. Selon un autre mode de réalisation particulier, le mélange de broyats 80 est fondu selon l’étape 370 sans subir d’étape 360 d’ajout d’au moins un additif. Selon un mode de réalisation alternatif, l’étape 360 d’ajout d’au moins un additif est effectué entre l’étape 370 de fusion du mélange de broyats 110 et l’étape 380 d’extrusion. L’étape 380 d’extrusion est suivie d’une étape 390 de bobinage du fil 50 en polyamide recyclé pour former la bobine 170. Lors de l’étape 320, la pièce 20 en polyamide recyclée est fabriquée par fabrication additive à partir du fil 50 en polyamide recyclé au moyen du dispositif 60. L’étape 350 de tri permet d’obtenir un fil 50 en polyamide recyclé homogène présentant une bonne homogénéité et un diamètre régulier, propre à être utilisé dans un dispositif de fabrication additive. Lors de l’étape 320 de fabrication additive, les paramètres du dispositif 60 sont choisis en fonction de la géométrie de la pièce 20. De préférence, les paramètres du dispositif 60 sont la vitesse d’impression, la température du polyamide recyclé et la température du plateau d’impression. De plus, lors de l’étape 320 de fabrication additive, le support 190 permet d’améliorer l’accroche et la stabilité de la pièce 20 pendant son impression. La matière du support 190 est adaptée pour pouvoir être retirée de l’objet 20 à la fin de l’étape 320 sans l’endommager. Grâce au procédé de recyclage décrit ci-dessus, il est possible d’obtenir un fil 50 en polyamide recyclé issu de déchets industriels en polyamide. Ce procédé de recyclage permet de valoriser ces déchets industriels et offre une alternative à leur enfouissement. De plus, le procédé de fabrication d’une pièce en polyamide recyclé décrit ci-dessus permet de fournir une pièce 20 en polyamide recyclé entièrement obtenue à partir de déchets industriels en polyamide. Ce procédé de fabrication permet également d’obtenir une pièce 20 en polyamide recyclé d’une forme indépendante de l’objet 30 comprenant essentiellement du polyamide à recycler. Procédé (310) de recyclage d’au moins un objet (30) comprenant essentiellement du polyamide, le procédé comprenant : - une étape (330) de collecte de l’objet (30), - une étape (340) de broyage de l’objet (30) afin de former un mélange de broyats (80), - une étape (370) de fusion du mélange de broyats (80), et - une étape (380) d’extrusion du mélange de broyats fondu (80), caractérisé en ce que l’étape (380) d’extrusion est destinée à fournir un fil (50) en polyamide recyclé. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape (350) de tri du mélange de broyats entre l’étape (340) de broyage et l’étape (370) de fusion du mélange de broyats (80) propre à éliminer du mélange de broyats (80) des impuretés (100) contenant un matériau différent du polyamide. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’étape (350) de tri est un tri magnétique propre à éliminer du mélange de broyats (80) des éléments métalliques. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (380) d’extrusion est effectuée à une vitesse comprise entre 40 T/min et 80 T/min. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’objet (30) comprenant essentiellement du polyamide est un collier de serrage ou une partie d’un collier de serrage. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polyamide est du polyamide 6-6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil (50) en polyamide recyclé a un diamètre compris entre 1 millimètre et 5 millimètres. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape (360) d’ajout au moins un additif au mélange de broyats (80). Procédé (300) de fabrication d’une pièce (20) en polyamide recyclé comprenant : - la fabrication d’un fil (50) en polyamide recyclé par un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, et - une étape (320) de fabrication par fabrication additive de la pièce (20) en polyamide recyclé à partir du fil (50) en polyamide recyclé. Utilisation d’un fil (50) en polyamide recyclé susceptible d’être obtenu par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 comme matière première dans un procédé (300) de fabrication par fabrication additive d’une pièce (20) en polyamide recyclé.