Procédé d'extrusion plastique

Dans l'extrusion de matières plastiques, la matière première thermoplastique sous forme de petites pastilles est alimentée par gravité à partir d'une trémie montée sur le dessus dans le cylindre de la machine d'extrusion de plastique.Les additifs plastiques tels que les colorants et les stabilisants UV (sous forme liquide ou en granulés) peuvent être mélangés à la matière première plastique avant d'être introduits dans l'extrudeuse.

La matière première entre par la gorge d'alimentation et entre en contact avec la vis.La vis rotative (qui tourne normalement jusqu'à 120 tr/min) pousse les granulés de plastique vers l'avant dans le cylindre qui est chauffé à la température de fusion souhaitée du plastique fondu (qui peut aller de 200 °C/400 °F à 275 °C/530 °F selon le polymère).Dans la plupart des processus, un profil de chauffage est défini pour le canon dans lequel trois ou plusieurs zones de chauffage contrôlées par PID indépendantes augmentent progressivement la température du canon de l'arrière vers l'avant.Cela permet aux granulés de plastique de fondre progressivement au fur et à mesure qu'ils sont poussés à travers le baril et réduit le risque de surchauffe qui peut entraîner une dégradation du polymère.

La chaleur supplémentaire est apportée par la pression et la friction intenses qui se produisent à l'intérieur du canon.En fait, si une ligne d'extrusion fait fonctionner un certain matériau assez rapidement, les réchauffeurs peuvent être arrêtés et la température de fusion maintenue uniquement par la pression et la friction à l'intérieur du cylindre.Dans la plupart des extrudeuses, des ventilateurs de refroidissement sont présents pour maintenir la température en dessous d'une valeur définie si trop de chaleur est générée.Si le refroidissement par air forcé s'avère insuffisant, des chemises chauffantes coulées sont utilisées, et elles utilisent généralement une boucle fermée d'eau distillée en échange de chaleur avec l'eau de la tour ou de la ville.

À l'avant du baril, le plastique fondu quitte la vis et traverse un tamis pour éliminer tout contaminant dans la masse fondue.Les écrans sont renforcés par une plaque de protection (une rondelle métallique épaisse avec de nombreux trous percés) car la pression à ce point peut dépasser 5000 psi (34 MPa).L'ensemble tamis/plaque de rupture sert également à créer une contre-pression dans le canon.Une contre-pression est nécessaire pour une fusion uniforme et un mélange correct du polymère, et la quantité de pression générée peut être «ajustée» en faisant varier la composition du paquet de tamis (le nombre de tamis, leur taille de tissage de fil et d'autres paramètres).Cette combinaison de plaque de disjoncteur et de pack d'écrans a également pour fonction de convertir la 'mémoire de rotation' du plastique fondu en 'mémoire longitudinale'.

Après avoir traversé la plaque de broyage, le plastique fondu pénètre dans la matrice.La matrice est ce qui donne au produit final son profil et doit être conçue de manière à ce que le plastique fondu s'écoule uniformément d'un profil cylindrique à la forme du profil du produit.Un écoulement irrégulier à ce stade produirait un produit avec des contraintes indésirables à certains points du profil.Ces contraintes peuvent provoquer un gauchissement lors du refroidissement.Presque toutes les formes imaginables peuvent être créées tant qu'il s'agit d'un profil continu.

Le produit doit maintenant être refroidi et cela est généralement réalisé en tirant l'extrudat à travers un bain d'eau.Les plastiques sont de très bons isolants thermiques et sont donc difficiles à refroidir rapidement.Comparé à l'acier, le plastique évacue sa chaleur 2000 fois plus lentement.Dans une ligne d'extrusion de tubes ou de tuyaux, un bain d'eau scellé est soumis à un vide soigneusement contrôlé pour empêcher le tube ou le tuyau nouvellement formé et encore fondu de s'effondrer.Pour les produits tels que les feuilles de plastique, le refroidissement est réalisé en tirant à travers un ensemble de rouleaux de refroidissement.

Parfois, sur la même ligne, un processus secondaire peut se produire avant que le produit n'ait terminé son cycle.Dans la fabrication de ruban adhésif, une deuxième extrudeuse fait fondre l'adhésif et l'applique sur la feuille de plastique alors qu'elle est encore chaude.Une fois le produit refroidi, il peut être enroulé ou coupé en longueurs pour une utilisation ultérieure.