Les principes suivants sont importants à garder à l’esprit concernant l’extrusion.Ils devraient contribuer à économiser de l’argent, à produire des produits de meilleure qualité et à utiliser les équipements plus efficacement.
1. Le principe mécanique. Les mécanismes de base de l’extrusion sont simples : une vis tourne dans un barillet et pousse le plastique vers l’avant.Une vis est en réalité un plan incliné, ou rampe, enroulé autour d'un noyau central.L’intention est de multiplier la force afin qu’une grande résistance puisse être surmontée.Dans le cas d'une extrudeuse, il y a trois résistances à vaincre : le frottement des particules solides (l'alimentation) contre la paroi du fût et entre elles lors des premiers tours de vis (la zone d'alimentation) ;l'adhésion de la matière fondue à la paroi du fût ;et la résistance à l'écoulement dans la matière fondue lorsqu'elle est poussée vers l'avant.
Sir Isaac Newton a expliqué que si une chose ne bouge pas dans une direction donnée, les forces exercées sur elle sont équilibrées dans cette direction.La vis ne se déplace pas dans le sens axial, bien qu'elle puisse tourner rapidement dans le sens transversal autour de la circonférence.Ainsi, les forces axiales exercées sur la vis sont équilibrées et si elle pousse vers l'avant avec une grande force sur le plastique fondu, elle doit pousser vers l'arrière sur quelque chose avec une force égale.Dans ce cas, il pousse sur un roulement derrière l’entrée d’alimentation appelé butée.
La plupart des vis simples sont à filetage à droite, comme les vis et boulons utilisés dans la menuiserie et les machines.Ils tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, vus de derrière, alors qu'ils tentent de se visser vers l'arrière pour sortir du canon.Dans certaines extrudeuses à double vis, deux vis tournent dans des directions opposées dans un double cylindre et s'entrecroisent, de sorte que l'une doit être droite et l'autre gauche.Dans d'autres vis jumelées, les deux vis tournent dans le même sens et doivent donc avoir la même orientation.Dans tous les cas, cependant, il existe des butées pour absorber la force vers l'arrière, et le principe de Newton s'applique toujours.
2. Le principe thermique. Les plastiques extrudables sont des thermoplastiques : ils fondent lorsqu’ils sont chauffés et redeviennent solides lorsqu’ils sont refroidis.D’où vient la chaleur nécessaire pour faire fondre les plastiques ?Le préchauffage de l'alimentation et les réchauffeurs de barillet/filière peuvent contribuer et sont essentiels au démarrage, mais l'apport d'énergie du moteur (chaleur de friction générée à l'intérieur du barillet lorsque le moteur fait tourner la vis contre la résistance de la matière fondue visqueuse) est de loin la source de chaleur la plus importante. pour tous, sauf les très petits systèmes, les vis à mouvement lent, les plastiques à haute température de fusion et les applications de revêtement par extrusion.
Pour toutes les autres opérations, il est important de réaliser que les réchauffeurs de fûts ne sont pas la principale source de chaleur pendant le fonctionnement et ont donc moins d'effet sur l'extrusion que ce à quoi on pourrait s'attendre.La température arrière du canon peut rester importante car elle affecte le mordant ou le débit de solides transportés dans l'alimentation.Les températures de la tête et de la filière doivent normalement être égales ou proches de la température de fusion souhaitée, à moins qu'elles ne soient utilisées dans un but spécifique tel que le brillant, la distribution du débit ou le contrôle de la pression.
3. Le principe de réduction de vitesse. Dans la plupart des extrudeuses, la vitesse de la vis est modifiée en modifiant la vitesse du moteur.Les moteurs tournent généralement à environ 1 750 tr/min à pleine vitesse, mais c'est beaucoup trop rapide pour une vis d'extrudeuse.S'il était tourné aussi vite, il générerait trop de chaleur de friction et le temps de séjour du plastique serait trop court pour préparer une masse fondue uniforme et bien mélangée.Un rapport de réduction typique se situe entre 10:1 et 20:1.Le premier étage peut utiliser soit des engrenages, soit un jeu de poulies, mais le deuxième étage utilise toujours des engrenages et la vis est placée au centre du dernier gros engrenage.
Dans quelques machines à vitesse lente (telles que les machines jumelles pour UPVC), il peut y avoir trois étapes de réduction et la vitesse maximale peut être aussi basse que 30 tr/min ou moins (avec des rapports allant jusqu'à 60 : 1).À l'autre extrême, certains twins très longs utilisés pour le mélange peuvent fonctionner à 600 tr/min ou plus, de sorte qu'un rapport de réduction très faible est nécessaire, ainsi qu'un refroidissement intense.
Parfois, le rapport de réduction ne correspond pas à la tâche (il y a de la puissance inutilisée) et il est possible d'ajouter un jeu de poulies entre le moteur et le premier étage de réduction pour modifier la vitesse de pointe.Cela augmente la vitesse de la vis au-delà des limites précédentes ou réduit la vitesse maximale pour permettre au système de fonctionner à un pourcentage plus élevé de cette vitesse maximale.Cela augmente la puissance disponible, réduit l'ampérage et évite les problèmes de moteur.Dans les deux cas, le rendement peut être augmenté en fonction du matériau et de ses besoins en refroidissement.
Heure de publication : 04 mai 2017