Quels sont les principes scientifiques de l'extrusion plastique ?

L'extrusion plastique transforme le plastique brut en formes continues à l'aide de la chaleur et de la pression, une technique essentielle pour créer divers produits tels que des tuyaux, des feuilles et des films.

L'extrusion plastique fait fondre les polymères et les pousse à travers une filière pour obtenir des formes continues, ce qui permet de fabriquer efficacement des articles tels que des tuyaux, des feuilles et des films.

Comprendre l'extrusion des matières plastiques est essentiel pour optimiser les processus de fabrication. Cette méthode permet de créer divers profils plastiques. Découvrez comment les différentes techniques d'extrusion peuvent être bénéfiques pour votre chaîne de production.

Quels sont les principes de base de l'extrusion plastique ?

L'extrusion du plastique est un processus de fabrication fondamental qui permet de façonner et de former des matériaux en produits utilisés dans diverses industries. Grâce à un chauffage et à une extrusion contrôlés, le plastique brut est transformé en articles polyvalents tels que des tubes, des films et des feuilles.

L'extrusion plastique fait fondre et façonne le plastique à travers une filière, produisant des produits continus tels que des tuyaux. Les composants clés sont l'extrudeuse, la filière et le système de refroidissement, essentiels pour une fabrication efficace dans les secteurs de l'automobile et de la construction.

Principes mécaniques

L'extrusion est simple. Une vis tourne dans un cylindre et pousse le plastique vers l'avant. La vis est en fait un plan incliné ou une rampe, enroulée autour d'une couche centrale. Son but est d'augmenter la pression pour surmonter une plus grande résistance.

Lors de l'extrusion, vous devez lutter contre trois éléments : le frottement des particules solides (alimentation) contre la paroi du cylindre et le frottement entre elles pendant les premiers tours de vis (zone d'alimentation) ; l'adhérence de la matière fondue à la paroi du cylindre ; et la résistance à l'écoulement à l'intérieur de la matière fondue lorsqu'elle est poussée vers l'avant.

Principes thermiques

Les thermoplastiques sont des matières plastiques qui peuvent être fondues lorsqu'elles sont chaudes et qui se solidifient lorsqu'elles refroidissent. D'où vient la chaleur nécessaire pour faire fondre le plastique ? Les éléments chauffants de la gorge d'alimentation et du cylindre/matrice peuvent aider et sont importants au démarrage, mais l'énergie fournie par le moteur, la chaleur générée par la friction dans le cylindre lorsque le moteur fait tourner la vis contre la résistance du plastique épais fondu, est la source de chaleur la plus importante pour tous les plastiques, sauf pour les petits systèmes, lents et peu coûteux. vitesse de la vis¹les plastiques à haute température de fusion et les applications de revêtement par extrusion.

Principes de l'engrenage

Dans la plupart des extrudeuses, la variation de la vitesse de la vis est obtenue en ajustant la vitesse du moteur. Le moteur tourne généralement à une vitesse maximale d'environ 1750 tr/min, mais c'est trop rapide pour une vis d'extrudeuse.

S'il fonctionne aussi vite, il génère trop de chaleur de friction et le temps de séjour du plastique est trop court pour préparer une masse fondue uniforme et bien mélangée. Les rapports de réduction typiques se situent entre 10:1 et 20:1. Le premier étage peut utiliser des engrenages ou des poulies, mais le deuxième étage utilise des engrenages et la vis est située au centre du dernier grand engrenage.

Dans certaines machines à fonctionnement lent (comme les vis jumelées pour l'UPVC), il peut y avoir trois étages de réduction et la vitesse maximale peut n'être que de 30 tr/min ou moins (rapports jusqu'à 60:1). À l'autre extrême, certaines vis jumelées très longues utilisées pour le mélange peuvent tourner à 600 tours/minute ou plus, ce qui nécessite un taux de décélération très faible et un refroidissement important.

Quels sont les paramètres du processus de moulage par extrusion ?

Les paramètres du moulage par extrusion définissent la qualité et l'efficacité des produits et jouent un rôle essentiel dans divers secteurs de la fabrication.

Les paramètres de moulage par extrusion comprennent la température du cylindre, la vitesse de la vis et la conception de la filière, qui influent sur le flux, la forme et la précision, essentiels pour une production optimale dans les secteurs de l'emballage et de la construction.

Température

La température est l'une des conditions importantes pour le bon déroulement du moulage par extrusion. À partir de matériaux solides sous forme de poudre ou de granulés, les produits à haute température sont extrudés à partir de la tête de filière et subissent un processus complexe de changement de température.

Strictement parlant, la température du moulage par extrusion devrait correspondre à la température du plastique fondu, mais cette température dépend dans une large mesure de la température du cylindre et de la vis, et une petite partie provient de la chaleur de friction générée pendant le mélange dans le cylindre, de sorte que la température du cylindre est souvent utilisée pour estimer la température du moulage.

Pour transporter, fondre, homogénéiser et extruder en douceur le plastique dans le tonneau et produire efficacement des pièces de haute qualité, il est essentiel de contrôler la température de chaque section du tonneau. La température du tonneau est ajustée par le système de chauffage et de refroidissement et par le système de contrôle de la température. contrôle de la température² de l'extrudeuse.

La température de tête doit être inférieure à la température de décomposition thermique du plastique, et la température de la filière peut être légèrement inférieure à la température de tête, mais la fluidité du plastique fondu doit être garantie.

En outre, les fluctuations et les différences de température au cours du processus de moulage provoquent des défauts tels que des contraintes résiduelles, une résistance inégale en chaque point et une surface terne sur les pièces en plastique. De nombreux facteurs sont à l'origine de ces fluctuations et différences de température, tels que des systèmes de chauffage et de refroidissement instables, des changements dans la vitesse de la vis, etc.

Pression

Lors de l'extrusion, le plastique doit être poussé à travers la filière. C'est comme essayer d'extraire du dentifrice d'un tube. Il faut pousser fort pour le faire sortir. La pression à l'intérieur du plastique pendant qu'il passe dans le cylindre est ce qui le fait fondre et devenir une pièce solide.

Si vous augmentez la pression de la filière, vous pouvez améliorer le mélange de la matière fondue et rendre le produit plus dense. Mais si vous augmentez trop la pression de la filière, vous obtiendrez moins de produit.

Tout comme la température, les variations de pression au fil du temps produisent également des fluctuations périodiques, qui ont également un effet négatif sur la qualité des pièces en plastique.

Les variations de la vitesse de la vis et l'instabilité des systèmes de chauffage et de refroidissement sont autant de causes de fluctuations de la pression. Afin de réduire les fluctuations de pression, la vitesse de la vis doit être raisonnablement contrôlée pour garantir la précision du contrôle de la température des dispositifs de chauffage et de refroidissement.

Taux d'extrusion

Le taux d'extrusion (également appelé vitesse d'extrusion) est la quantité de plastique qui sort de la filière de l'extrudeuse en un certain temps. Elle est généralement mesurée en kilogrammes par heure ou en mètres par minute. L'importance de la vitesse d'extrusion indique la quantité que l'extrudeuse peut produire.

De nombreux facteurs influencent la vitesse d'extrusion, tels que la structure de la filière, de la vis et du cylindre, la vitesse de la vis, la structure du système de chauffage et de refroidissement et les caractéristiques du plastique.

La théorie et la pratique ont montré que la taux d'extrusion³ augmente avec le diamètre de la vis, la profondeur de la rainure en spirale, la longueur de la section d'homogénéisation et la vitesse de la vis, et augmente avec la pression de la matière fondue à l'extrémité de la vis et l'écart entre la vis et le baril.

Lorsque la structure de l'extrudeuse, le type de plastique et le type de pièces en plastique ont été déterminés, le taux d'extrusion est uniquement lié à la vitesse de la vis. Par conséquent, le réglage de la vitesse de la vis est la principale mesure de contrôle du taux d'extrusion.

La vitesse d'extrusion varie également au cours de la production, ce qui affecte la forme et la taille des pièces en plastique. Outre la conception et les dimensions de la vis, il faut donc contrôler la vitesse de la vis et la température d'extrusion. Vous pouvez ainsi éviter que la pression d'extrusion et la viscosité de la matière fondue ne changent en raison des variations de température. Vous pouvez ainsi éviter de modifier le taux d'extrusion.

Vitesse de traction

Lorsque vous extrudez du plastique, vous obtenez une longue pièce continue. Vous avez besoin de quelque chose pour l'extraire. Le plastique s'étire à la sortie de la filière et est tiré. Plus vous l'étirez, plus il devient résistant dans la direction où vous l'étirez, mais il rétrécit également davantage lorsqu'il refroidit.

En général, vous l'extrayez à la même vitesse que vous l'extrudez. Le rapport entre la vitesse d'extraction et la vitesse d'extrusion s'appelle la rapport de traction⁴. Il doit être supérieur à 1.

Quelles sont les étapes de l'extrusion plastique ?

L'extrusion plastique transforme les matières plastiques brutes en formes continues telles que les tuyaux et les feuilles, essentielles pour de nombreuses applications de fabrication.

L'extrusion du plastique implique l'alimentation, la fusion, la mise en forme du plastique brut à travers une filière et le refroidissement pour créer des profils continus tels que des tuyaux et des feuilles.

Alimentation et préchauffage

Le dispositif d'alimentation de l'extrudeuse plastique utilise généralement un entonnoir pour ajouter la matière première plastique dans le cylindre. Au cours du processus d'alimentation, la matière première doit être préchauffée pour améliorer sa fluidité et son effet de fusion. Le préchauffage peut être réalisé par un dispositif de chauffage situé à l'extérieur du cylindre, ou la matière première peut être préchauffée par un préchauffeur.

Fusion et transport

Lorsque la matière première est introduite dans le tonneau, la vis continue à la pousser vers l'avant. Pendant ce temps, l'élément chauffant situé à l'extérieur du tonneau chauffe la matière première, la fait fondre et la transforme en un liquide collant. La vis et l'élément chauffant travaillent ensemble pour que le liquide forme des couches dans le tonneau.

La vis est une pièce maîtresse de l'extrudeuse de plastique, et sa forme et sa structure ont une grande influence sur la qualité de la fonte et du déplacement du plastique. La vis est généralement fabriquée en sections, les différentes parties de la vis ayant des profondeurs et des largeurs de filetage différentes pour fonctionner avec différents types de plastique.

La vitesse de rotation de la vis est également importante pour faire fondre et déplacer le plastique, et vous devez modifier la vitesse en fonction du type de plastique que vous utilisez, de sa température et de ce que vous voulez faire.

Extrusion et moulage

Une fois le plastique fondu et acheminé, il atteint la filière (moule). La filière extrude la matière fondue dans la forme souhaitée en fonction de la forme et des exigences du produit. La structure et la conception de la filière ont une influence importante sur l'effet de moulage du produit et doivent être conçues et fabriquées en fonction des exigences du produit.

Lorsque la matière fondue est extrudée, elle est soumise à la pression et aux forces de cisaillement à l'intérieur de la filière et prend progressivement la forme du produit. Parallèlement, le système de refroidissement à l'extérieur de la filière refroidit le produit pour lui conserver une certaine forme et une certaine taille. La vitesse et la méthode de refroidissement doivent être ajustées en fonction du matériau et des exigences du produit.

Traction et coupe

Après l'extrusion et le moulage, le produit doit être retiré de la filière et coupé. Le dispositif de traction utilise généralement un système de chenilles ou de rouleaux pour tirer le produit hors de la filière par friction. Le dispositif de coupe coupe le produit en fonction de sa longueur et de ses exigences afin de garantir les spécifications et la qualité du produit.

Quelles sont les caractéristiques du processus d'extrusion plastique ?

Le processus d'extrusion du plastique est une méthode de fabrication polyvalente largement utilisée pour produire des profilés continus avec des sections transversales cohérentes, essentielles pour des industries telles que la construction et l'emballage.

L'extrusion plastique consiste à faire fondre des granulés et à les façonner à travers une filière, ce qui offre polyvalence, efficacité et rentabilité pour la production à grande échelle.

Moulage plastique de précision

La précision des produits extrudés est relativement élevée et il est possible de fabriquer des produits dont le diamètre, l'épaisseur et la longueur correspondent à la précision spécifiée. Les produits de haute précision ont des applications très importantes dans tous les domaines de la vie, car ils permettent de mieux répondre aux besoins des clients ou de développer librement des produits plus complexes.

L'extrusion plastique est un procédé qui permet de rendre le moulage plastique plus précis et de produire toutes sortes de produits plastiques complexes, tels que des tuyaux, des profilés, des feuilles, etc. En ajustant les paramètres de l'extrudeuse et la structure du moule, la taille et la forme des produits fabriqués peuvent être contrôlées avec précision pour répondre aux besoins des différents clients.

Efficacité élevée de la production

Par rapport à d'autres méthodes de transformation du plastique, le processus d'extrusion des matières plastiques⁵ a une efficacité de production plus élevée. Le processus de production du moulage par extrusion de plastique est simple et facile, et peut être automatisé. L'efficacité de la production est relativement élevée et il est possible de fabriquer un grand nombre de produits en peu de temps.

Une extrudeuse peut produire en continu des produits en plastique pouvant atteindre des centaines de mètres de long, avec une vitesse de production rapide, une production automatique, des coûts de main-d'œuvre réduits et une efficacité de production améliorée. En outre, moulage par extrusion⁶ peut également être produit en continu sans arrêt pour les opérations de changement de moule, ce qui réduit considérablement le temps et le coût de production du produit. Convient à la production de masse.

Forte contrôlabilité

Vous pouvez contrôler la extrusion plastique⁷ pour fabriquer différents produits. Vous pouvez modifier la température, la pression, la vitesse et d'autres éléments de l'extrudeuse pour que le matériau et le processus fonctionnent pour différents produits. Vous pouvez également changer le moule quand vous le souhaitez pour fabriquer des produits différents.

Surface lisse du produit

Les produits en plastique fabriqués par extrusion ont une surface lisse et une qualité stable. Lorsque le plastique est extrudé et refroidi par le moule, il n'est pas facile de produire des bulles et des défauts à la surface. Ils sont beaux et agréables au toucher, et conviennent à des occasions où les exigences en matière de surface du produit sont élevées.

Excellentes propriétés mécaniques

Les produits moulés par extrusion possèdent d'excellentes propriétés mécaniques, telles que la résistance à l'usure, la résistance aux températures élevées, la résistance à la corrosion, une grande solidité et une bonne ténacité. Ces excellentes propriétés mécaniques⁸ Les produits extrudés sont largement utilisés dans divers domaines, tels que les fibres chimiques, les matériaux de construction, l'électronique, l'automobile, l'emballage et d'autres industries.

Formes variées

La technologie du moulage par extrusion permet de fabriquer toutes sortes de produits, tels que des tuyaux, des plaques, des films, des profilés, etc. Il est également possible de les personnaliser. Les produits sont très flexibles.

Faible coût de production

Le moulage par extrusion est bon marché parce que l'équipement et le processus de cette technologie sont simples et que le taux de rebut est faible. Lorsque vous fabriquez des produits, le coût est important. Le moulage par extrusion est donc un bon choix pour la fabrication de produits.

Dans le processus d'extrusion du plastique, les particules de plastique sont chauffées et ramollies avant d'être extrudées, ce qui permet de réduire les déchets et d'économiser au maximum les matières premières. En outre, l'extrudeuse peut contrôler avec précision la quantité d'extrusion, ce qui permet d'éviter le gaspillage des matières premières, d'améliorer le taux d'utilisation des matières premières et de réduire les coûts de production.

Quels sont les domaines d'application de l'extrusion plastique ?

L'extrusion plastique fait partie intégrante de la fabrication, permettant à diverses industries de disposer de produits plastiques sur mesure, des pièces automobiles aux emballages.

L'extrusion plastique est utilisée dans les composants automobiles, les matériaux de construction, les produits de consommation et l'emballage. Elle offre une grande polyvalence, des propriétés améliorées, un bon rapport coût-efficacité et une grande souplesse de conception.

Matériaux de décoration intérieure

Dans le domaine de la décoration intérieure, la technologie d'extrusion du plastique est également largement utilisée. La technologie d'extrusion permet de fabriquer des matériaux décoratifs tels que des sols, des panneaux muraux et des plinthes. Ces matériaux sont non seulement beaux et faciles à installer, mais ils présentent également une bonne résistance à l'usure, à l'eau et à la corrosion. Le processus d'extrusion du plastique offre un choix plus varié et plus respectueux de l'environnement pour la décoration de la maison.

Profilés pour portes et fenêtres

Dans le secteur de la construction, les profilés de porte et de fenêtre en plastique ont progressivement remplacé les profilés de porte et de fenêtre traditionnels en bois et en métal, car ils sont légers, ne rouillent pas et sont faciles à fabriquer.

Le PVC est l'un des principaux matériaux utilisés pour fabriquer des profilés de portes et de fenêtres. Vous pouvez fabriquer des cadres de portes et de fenêtres, des châssis et d'autres pièces de différentes formes en pressant le PVC dans une machine. Ces pièces ont une belle apparence, gardent la chaleur à l'intérieur et le bruit à l'extérieur, et font partie des bâtiments modernes.

Tuyaux

Les tuyaux sont l'un des objets les plus courants fabriqués avec l'extrusion plastique. L'extrusion permet de fabriquer des conduites d'eau, des conduites de gaz ou des tuyaux d'isolation des fils. Le PVC, le PE et le PP sont les plastiques les plus populaires pour la fabrication de tuyaux, car ils possèdent de bonnes propriétés physiques et sont faciles à transformer. L'extrusion permet de fabriquer des tuyaux de différents diamètres, épaisseurs de paroi et longueurs pour répondre à différentes utilisations.

Pièces détachées automobiles

L'extrusion plastique est également importante dans l'industrie automobile. L'extrusion permet de fabriquer des pièces automobiles telles que des tableaux de bord, des joints et d'autres pièces. Ces pièces doivent être esthétiques et de la bonne taille. Elles doivent également pouvoir résister aux intempéries et ne pas s'user. L'extrusion permet de fabriquer ces pièces. Elle permet de fabriquer de bonnes pièces automobiles qui améliorent la voiture.

Pièces électroniques et électriques

Dans l'industrie électronique et électrique, la technologie d'extrusion du plastique est largement utilisée pour fabriquer toutes sortes de boîtiers, de matériaux d'isolation, de radiateurs et d'autres pièces. Ces pièces doivent avoir une bonne isolation, une bonne résistance à la chaleur et une bonne résistance mécanique. En ajustant la structure et la taille de la filière d'extrusion, nous pouvons fabriquer toutes sortes de formes et de couleurs complexes de pièces électroniques et électriques pour répondre aux besoins de différents produits.

Autres profils spéciaux

Outre les profilés plastiques courants mentionnés ci-dessus, la technologie d'extrusion plastique permet également de produire divers profilés spéciaux en fonction des besoins des clients. Par exemple, des profils spéciaux pour les garde-corps de sécurité et les dispositifs de protection, des profils de précision pour les équipements médicaux et les composants d'éclairage, etc. La production de ces profilés spéciaux nécessite la conception de moules de haute précision et une technologie d'extrusion avancée pour répondre aux besoins de domaines spécifiques.

Conclusion

L'extrusion du plastique est un processus qui pousse le plastique vers l'avant en faisant tourner la vis dans le cylindre, ce qui implique des principes mécaniques, thermiques et de décélération. Les thermoplastiques sont préchauffés, fondus, acheminés vers le moule pour former la forme souhaitée, et sont complétés par une coupe par traction.

Le moulage par extrusion est un excellent moyen de fabriquer des produits. Il est très précis, très rapide, facile à contrôler et bon marché. Vous pouvez l'utiliser pour fabriquer toutes sortes de choses, comme des articles ménagers, des tuyaux, des portes et des fenêtres, des pièces automobiles et des appareils électroniques. Vous pouvez créer toutes sortes de formes pour répondre à vos besoins. C'est génial pour toutes sortes de choses.