Une filière est une pièce massive en acier trempé ou en carbure de tungstène qui est usinée avec précision en une forme cylindrique avant qu’un trou cylindrique (capillaire) ne soit percé en son centre, normalement au moyen de techniques d’électro-érosion. Le terme « capillaire » est parfois utilisé pour désigner l’ensemble de la filière. Les filières peuvent être fabriquées à partir de différents matériaux tels que l’acier inoxydable (Stavax) ou les alliages de nickel (Hastelloy) pour une utilisation avec des échantillons corrosifs. L’échantillon testé s’écoule à travers le capillaire. Les filières pour la rhéologie sont utilisées dans les instruments de mesure de l’indice de fluidité et les rhéomètres capillaires. Elles sont disponibles dans une gamme de « géométries » différentes pour s’adapter à différentes applications et répondre aux exigences de différentes normes.

Les filières sont décrites par la longueur et le diamètre du capillaire, et par la forme de l’entrée du capillaire. Les filières sont souvent décrites par leur « rapport longueur sur diamètre » ou « L/D » et leur angle d’entrée : par exemple, si la longueur du capillaire est de 20 mm et le diamètre est de 1 mm, avec une entrée constituée d’un cône d’ouverture à 90°, elle sera décrite comme une filière avec un capillaire de 1 mm de diamètre, L/D = 20, entrée conique à 90°. Une entrée plate correspond à 180°. Des filières spéciales peuvent être usinées avec un capillaire très court, normalement de l’ordre de 0,25 mm : elles sont appelées « filières à orifice » ou « filières de longueur nulle » et peuvent être utilisées pour la mesure directe de la perte de pression d’entrée.

La filière standard pour les essais d’indice de fluidité a un capillaire d’un diamètre de 2,095 mm et d’une longueur de 8 mm, avec une entrée plate. Des méthodes spéciales nécessitent des filières plus longues, également avec une entrée conique (ASTM D3364 pour les essais sur PVC).

Les filières pour les rhéomètres capillaires ont un diamètre allant de moins de 0,5 mm à plus de 2 mm, d’une « longueur nulle » jusqu’à 40 mm ou plus. La forme de l’entrée est normalement plate ou conique à 90°.

Les normes recommandent pour la correction de Bagley au moins deux filières différentes avec le même diamètre de capillaire et des longueurs différentes, tandis que d’autres combinaisons sont nécessaires pour différentes applications (par exemple, deux filières avec le même L/D pour l’évaluation du glissement pariétal de Mooney).

Références

• ISO 11443: 2005 « Détermination de la fluidité des matières plastiques à l’aide de rhéomètres capillaires et à filière fendue »
• ISO 1133:2005 « Plastiques — Détermination de l’indice de fluidité à chaud (MFR) et de l’indice de fluidité volumique à chaud (MVR) des thermoplastiques »
• ASTM D3835-09 « Méthode d’essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères au moyen d’un rhéomètre capillaire »
• ASTM D1238-10 « Méthode d’essai standard pour les indices de fluidité à chaud des thermoplastiques par plastomètre à extrusion »