Qu'est-ce qu'une extrudeuse ? - Un guide complet

L'extrudeuse est l'une des principales machines qui a révolutionné l'industrie de la fabrication de tuyaux en plastique.

Il s'agit d'une extrudeuse polyvalente, multifonctionnelle et légère, capable d'effectuer un large éventail de tâches. Qu'il s'agisse de plastification à l'état fondu, de mélange et d'homogénéisation, de formage, de dégazage et de dévolatilisation ou de modification, vous pouvez utiliser une extrudeuse pour tout cela.

Dans ce guide, nous allons explorer tous les aspects clés de cette machine - depuis sa définition, ses types, les fonctions de chaque section, son fonctionnement, ses composants jusqu'à son principe de fonctionnement.

Une extrudeuse est un dispositif industriel utilisé pour faire fondre et extruder des matériaux tels que les matières plastiques et le caoutchouc. Il existe principalement deux types d'extrudeuses : les extrudeuses à vis unique et les extrudeuses à double vis. Son principe de fonctionnement consiste à plastifier des matériaux solides en une masse fondue uniforme et à les extruder en continu pour leur donner une forme grâce à la force de cisaillement, à la pression et au chauffage externe générés par la rotation de la vis.

Il se compose d'un système de transmission (moteur + réducteur), d'un système d'extrusion (tonneau + vis) et d'un système de contrôle de la température, et convient à la production en continu de tuyaux, de profilés, etc. Par exemple, le modèle ZJL-200B est équipé d'un écran tactile et d'un mélangeur refroidi par air, permettant un contrôle de précision de niveau laboratoire.

L'extrudeuse à deux vis fonctionne en tandem, ce qui lui permet de réaliser des mélanges de haute précision et de traiter des matériaux complexes. Par exemple, elle peut ajuster l'humidité, la température et la structure des fibres dans le développement de protéines à base de plantes.

La zone d'alimentation est la zone de stockage des matières premières de l'extrudeuse. Les matières premières sont chargées dans la zone d'alimentation sous forme de granulés ou de poudre, puis acheminées en aval par une vis rotative.

La vis est l'élément central d'une extrudeuse. Elle est constituée d'une série de filets et se trouve généralement à l'intérieur d'un cylindre. La fonction première de la vis est de chauffer, fondre, mélanger et faire avancer les matières premières. La structure de la vis et la forme des filets peuvent être adaptées aux différents matériaux et aux exigences du produit.

Le barillet est un récipient cylindrique qui abrite la vis. Il est généralement fait d'alliages ou de revêtements spéciaux pour résister à des températures et des pressions élevées. Sa fonction première est de chauffer et de faire fondre les matières premières tout en maintenant une pression constante.

Les extrudeuses sont généralement équipées d'éléments chauffants, tels que des radiateurs électriques ou des rubans chauffants, pour chauffer les matières premières jusqu'à leur point de fusion et contrôler la température. Des systèmes de refroidissement sont également nécessaires pour garantir que le produit extrudé refroidisse rapidement et conserve la forme souhaitée.

La filière ou la tête d'extrusion détermine la forme et les dimensions du produit final. La matière première passe par la tête d'extrusion et est transformée en produits souhaités, tels que des tuyaux, des films et des profilés.

Le système de contrôle surveille et contrôle divers paramètres de l'extrudeuse, tels que la température, la pression et la vitesse de la vis. Le réglage de ces paramètres est essentiel pour garantir la qualité du produit.

Certains produits, comme les tuyaux ou les films, doivent être coupés à des longueurs spécifiques ou enroulés en rouleaux après l'extrusion. Ces systèmes prennent en charge ces étapes de traitement.

Les systèmes d'entraînement fournissent la puissance nécessaire pour faire tourner la vis et déplacer d'autres composants mécaniques. En général, ces systèmes se composent d'un moteur électrique, d'un réducteur de vitesse et d'une transmission.

L'extrudeuse à vis unique est une extrudeuse à trois étages, qui comprend les sections d'alimentation, de réduction et d'extrusion.

Les matières premières pour l'extrusion sont généralement granuleuses. Le dispositif d'alimentation, également appelé trémie, assure un flux continu de matière dans le cylindre de l'extrudeuse. Il ressemble à un entonnoir de Büchner et se présente sous la forme d'un cône ou d'un carré-conique. Le fond de la trémie, à la jonction avec le cylindre, est l'orifice d'alimentation, équipé d'un dispositif d'arrêt permettant de réguler et d'interrompre le flux de matière. Des pinces de refroidissement entourent l'orifice d'alimentation pour empêcher le transfert de chaleur de la température élevée du flux de matériau vers la trémie, évitant ainsi que le plastique à l'intérieur de la trémie ne chauffe et ne devienne collant, ce qui pourrait entraîner une alimentation irrégulière et une obstruction du flux de matériau. Le côté de la trémie comporte un hublot de visualisation en verre et des dispositifs d'étalonnage et de mesure. Certaines trémies sont également équipées d'un dispositif de décompression sous vide pour le séchage à chaud afin d'empêcher le plastique d'absorber l'humidité de l'air, d'un dispositif d'agitation pour éviter les “ponts ferroviaires” causés par le plastique en poudre, et d'un dispositif qui alimente automatiquement le matériau à intervalles réguliers.

Le cylindre, également appelé extrudeuse, est un cylindre métallique soumis à la chaleur et à la contrainte. La fusion et la rétraction du matériau se produisent entièrement à l'intérieur du cylindre. La température de fonctionnement pendant l'extrusion se situe généralement entre 180°C et 290°C, la pression interne atteignant 60 MPa. Les dispositifs de chauffage et de refroidissement sont installés à l'extérieur du cylindre, généralement en trois ou quatre étapes. Les dispositifs de chauffage les plus couramment utilisés sont les résistances ou les inducteurs, bien que le chauffage par rayonnement soit également une option. Le refroidissement a pour but d'empêcher la surchauffe du plastique ou de refroidir rapidement le plastique pendant l'arrêt pour éviter la fusion. Le refroidissement est généralement assuré par de l'air ou de l'eau. Le barillet doit résister à une pression élevée et posséder une résistance à la compression et une rigidité suffisantes, avec un intérieur lisse. Le barillet est généralement utilisé pour éviter l'usure et la corrosion. Le frottement dû à la surchauffe du plastique est évité par la friction, tout en maintenant la surface de la vis de l'extrudeuse légèrement plus froide que le cylindre pour éviter que la matière n'y adhère et pour faciliter le transport de la matière.

La vis d'extrusion est suspendue au centre du tonneau à l'aide d'un palier de butée, aligné avec l'axe du tonneau sans déviation significative. Le jeu minimal entre la vis d'extrusion et le cylindre permet de soumettre le plastique à une forte force de cisaillement, qui le fait fondre et le propulse vers l'avant.

Le principe de fonctionnement de l'extrudeuse consiste à plastifier la matière solide en une masse fondue uniforme et à l'extruder en continu pour lui donner une forme grâce à la force de cisaillement, à la pression et au chauffage externe générés par la rotation de la vis.

Les matières premières solides entrent dans le tonneau à partir de la trémie et sont poussées vers l'avant et compactées par la friction de la vis en rotation, tout en restant solides.

La section de transport de l'extrudeuse monovis est dotée d'une profonde rainure en spirale pour assurer un transport efficace.

Le volume du canal de la vis diminue progressivement et le matériau fond sous l'effet des forces de cisaillement et du chauffage externe. Environ 80% de la chaleur provient du cisaillement mécanique et 20% du chauffage externe.

Les extrudeuses à double vis permettent d'obtenir un cisaillement et un mélange plus uniformes grâce au mouvement en forme de “O” des vis qui s'engrènent les unes dans les autres.

La matière fondue est contrôlée avec précision dans la phase de dosage pour ce qui est du débit et de la pression, puis elle est façonnée dans la forme souhaitée (comme un tube ou un film) à travers la filière.

La stabilité de la température est essentielle pour garantir la qualité des produits.

Tout d'abord, l'équipement d'extrusion doit être placé dans un endroit ventilé pour assurer la dissipation de la chaleur du moteur et prolonger efficacement sa durée de vie ; la machine doit être bien mise à la terre.

Effectuez régulièrement l'entretien et vérifiez les vis de l'outil. Après une heure d'utilisation d'une machine neuve, serrez les vis des couteaux mobiles et fixes à l'aide d'outils pour renforcer la fixation entre la lame et le porte-outil. Ajoutez régulièrement de l'huile lubrifiante aux roulements pour assurer la lubrification entre les roulements. Pour garantir la netteté de la coupe de l'outil, celui-ci doit être vérifié fréquemment afin de s'assurer de son affûtage et de réduire les dommages inutiles causés à d'autres composants par des lames émoussées. Effectuez régulièrement l'entretien et vérifiez si la courroie est lâche et resserrez-la à temps.

Redémarrage - Avant de redémarrer pour la deuxième fois, nettoyez les matériaux broyés restants dans la salle des machines afin de réduire la résistance au démarrage. Ouvrez régulièrement le couvercle d'inertie et le couvercle de la poulie et nettoyez la sortie des cendres sous la bride, car la poudre déchargée de la salle du concasseur pénètre dans le palier de l'arbre.

Remplacement des pièces - Lors du remplacement de l'outil de coupe, l'écart entre le couteau mobile et le couteau fixe est de préférence de 0,8 mm pour les concasseurs de plus de 20 CV, et de 0,5 mm pour les concasseurs de moins de 20 CV. Plus le matériau recyclé est fin, plus l'écart peut être ajusté.