Définition extrusion
L'extrusion décrit le processus dans lequel les dispositifs de transport (extrudeuses) utilisent le principe fonctionnel de la vis d'Archimède pour presser uniformément une masse solide à visqueuse hors d'une ouverture de façonnage sous haute pression et haute température. Cela crée des corps avec la section transversale de l'ouverture, appelée extrudat, de théoriquement n'importe quelle longueur. Nous vous accompagnons dans ces processus complexes avec nos appareils de régulation de température pour un contrôle optimal de la température.

Structure et fonction d'une extrudeuse
Fondamentalement, une extrudeuse se compose d'un arbre à vis situé dans un corps de vis et dont le diamètre intérieur correspond approximativement au diamètre extérieur de la vis. À l’extrémité avant du cylindre se trouve une ouverture d’échappement appelée buse. La vis est montée à l'extrémité arrière du corps de vis. C'est ici que se trouve l'entraînement, qui se compose dans la plupart des cas d'un moteur électrique et d'un réducteur. Cet engrenage d'extrudeuse est responsable de la rotation de l'arbre à vis. Dans la plupart des cas, le matériau à traiter est introduit en continu dans le cylindre via une trémie aérienne. Si le matériau est constitué de plusieurs composants, il est important que la composition du mélange soit dosée de manière précise et reproductible. Selon le mécanisme de contrôle utilisé, on distingue le dosage gravimétrique et volumétrique.

Si des composants supplémentaires sont nécessaires pour l'extrusion, ceux-ci peuvent par exemple être introduits dans le fût à vis via des vannes à pointeau ou une alimentation latérale - c'est ce qu'on appelle la coextrusion. Dans la plasturgie, ces matériaux peuvent être par exemple des colorants (masterbatches), des agents anti-âge, des plastifiants ou des fibres de renfort.

Contrôle de la température d'une extrudeuse – avec un thermostat de processus de Tool-Temp

Processus d'extrusion – bien pris en charge dans le contrôle de la température avec les dispositifs de contrôle de la température de Tool-Temp
Une extrudeuse peut assumer diverses tâches. Il peut être utilisé pour mélanger, compacter, mélanger, dégazer et granuler la masse. Selon le matériau de base et le produit final souhaité, différentes méthodes de construction sont utilisées. Une distinction est faite entre les extrudeuses à piston, à vis, à double vis et à rouleaux planétaires.

L'extrusion à l'aide d'une extrudeuse est un procédé polyvalent permettant de traiter des élastomères et des thermoplastiques, mais également des denrées alimentaires et des aliments pour animaux.

L'extrusion est devenue un élément important de l'ingénierie des procédés dans les industries du plastique et de l'alimentation, ainsi que dans le domaine du recyclage. Les produits d'extrusion résultants sont très divers. Les tuyaux, tringles, profilés de cadre de fenêtre, joints et flexibles sont des produits fabriqués par extrusion. Mais les produits semi-finis, les panneaux destinés à être transformés par thermoformage, les films, les panneaux en mousse rigide de polystyrène, les petites pièces de voiture et les jantes de vélo font également partie de la vaste gamme de produits, tout comme les pâtes, les snacks, les biscuits, la viande façonnée et les aliments pour animaux.

En raison des différentes propriétés du matériau traité, de nombreux processus ont été mis en place dans la technologie de transformation. Les extrudeuses peuvent essentiellement être divisées en extrudeuses de traitement et de préparation. Les extrudeuses de transformation, très souvent monovis, sont principalement utilisées pour le façonnage. D’autre part, il y a l’extrudeuse de transformation, qui permet de modifier chimiquement et/ou physiquement les matériaux. La majorité des extrudeuses et pétrins bi-vis sont utilisés ici.

• Extrusion à froid
  Basses pressions, basses températures et forces de cisaillement
• Extrusion à chaud
  Des pressions plus basses, des températures plus élevées
• Extrusion à chaud
  Hautes pressions et températures élevées
• Coextrusion
  Rassembler des matériaux similaires ou différents avant de sortir de la buse profilée. Une distinction est faite entre les processus en une étape et en deux étapes.

A. Industrie des matières plastiques et transformation des matières plastiques
Avec les systèmes de contrôle de température de Tool-Temp, vous pouvez utiliser une technologie éprouvée et robuste pour votre processus de production dans le domaine de l'extrusion. Nous sommes heureux de vous transmettre nos nombreuses années d'expérience et de développer pour vous des solutions spécifiques au client afin d'obtenir un contrôle de la température adapté au processus.

L'extrusion peut être utilisée pour produire des panneaux, des tuyaux et des profilés sans soudure avec une section constante. Outre la production de produits semi-finis extrudés, le principal domaine d'application des extrudeuses est l'étape préliminaire du processus de moulage par injection.

Lors de l'extrusion du plastique, des bandes chauffantes sont fixées au cylindre à vis de l'extrudeuse, qui font fondre les granulés ou la poudre de plastique remplis. En fonction du plastique traité, un équipement de pompage des gaz est également nécessaire pour éviter la formation de bulles dans le produit final. Non seulement les extrudeuses doivent être chauffées, mais certaines tâches d'ingénierie des procédés nécessitent également le refroidissement du plastique plastifié. Cela se fait soit par des ventilateurs de refroidissement, soit par des canaux de refroidissement intégrés au cylindre, à travers lesquels circule un fluide de refroidissement. En général, les thermoplastiques et les élastomères thermoplastiques sont extrudés. Les duroplastes ne sont traités dans l'extrudeuse que dans des cas particuliers. Différentes procédures peuvent être utilisées :

Extrusion de feuilles
La masse plastifiée est pressée à travers une large filière à fentes, puis lissée sur un broyeur à trois rouleaux chauffé progressivement et amenée à l'épaisseur correcte. Après refroidissement, le produit est découpé en panneaux.

Extrusion de tuyaux et de profilés
Avec ce moule d'extrusion, la masse plastifiée est pressée à travers une filière annulaire ou profilée, calibrée et refroidie. Lors de l'extrusion de tuyaux ou de profilés, le matériau extrudé doit être refroidi dans une table d'étalonnage afin qu'il ne se déforme pas. Le cœur de la table d'étalonnage est le manchon d'étalonnage, qui sert principalement à maintenir la forme du tuyau ou du profilé. Il est fixé directement derrière la buse de l'extrudeuse et se compose d'un bloc métallique qui présente exactement la section transversale du tuyau ou du profilé à l'intérieur. Les profils creux sont calibrés à l’aide d’air ou de vide. Le tube ou profilé extrudé traverse le manchon de calibrage. Pour maintenir la forme du profilé, de l'air de support ou du vide est utilisé à l'intérieur du manchon. Des ouvertures de vide en différents points du manchon le long de la section transversale aspirent le profilé sur les parois intérieures, l'eau circule autour et à travers le profilé jusqu'à ce qu'elle refroidisse. Le type et la forme de la table d'étalonnage dépendent beaucoup du produit plastique à extruder. Surtout avec des profils complexes, tels que les cadres de fenêtres, il faut beaucoup de savoir-faire pour garantir que le profil ne s'effondre pas et ne se déforme pas lorsqu'il refroidit.

Extrusion de films
La masse plastifiée est pressée à travers une filière à fente étroite, étirée via des rouleaux de refroidissement et étirée par un laminoir approprié. Ce procédé permet de produire des films d'une épaisseur de 8 à 15 µm et d'une largeur allant jusqu'à 4 m.

Moulage par extrusion-soufflage
Les extrudeuses font également partie des systèmes de film soufflé. Ici, le matériau plastifié n'est pas façonné en profil, mais plutôt gonflé en une bulle de film très fine. À cet effet, la matière fondue est déviée verticalement et façonnée en tuyau à l'aide d'outils de distribution en spirale. En disposant jusqu'à neuf extrudeuses en anneau et en combinant les différents flux de matière fondue dans l'outil de distribution en spirale, des films multicouches peuvent ainsi être produits. Afin d'amener le tube de fusion émergent à l'épaisseur habituelle de plusieurs centièmes de millimètre, les tubes sont ensuite étirés dans le sens longitudinal et transversal. Cela se fait en soufflant de l'air de manière centralisée, ce qui non seulement étire mécaniquement le tube, mais le refroidit également et le fixe ainsi dans sa forme. Le tube film est calibré, replié et enroulé à l'aide d'un panier.

Bulles à corps creux
La masse plastifiée est transformée en tube à travers une buse annulaire. Le tuyau encore en plastique est serré à travers un moule en deux parties et gonflé dans le moule avec de l'air comprimé. Le tuyau s'adapte parfaitement au moule et la pièce soufflée est éjectée après refroidissement. Ce procédé permet de produire des objets creux tels que des tubes, des bouteilles, des bidons, des fûts, etc.

B. Industrie agroalimentaire – contrôle de la température et refroidissement des aliments
Le cœur même de nombreux processus de production de denrées alimentaires et d’aliments pour animaux est l’extrusion. Ici, nous vous aidons avec les bons appareils. Outre l’industrie du plastique, l’industrie agroalimentaire est le principal client des extrudeurs. Les extrudeuses pétrissent, mélangent, cuisent et portionnent les aliments tels que les céréales, les cornflakes, les protéines texturées, le riz vitaminé et les pâtes. Pour garantir que les produits restent constants en termes de qualité, de consistance et de goût, un contrôle précis et reproductible de la température est nécessaire. Un processus de cuisson doit toujours être effectué avec précision. Cela implique généralement de basculer entre différentes recettes. Lors de l'extrusion à chaud, une masse contenant de l'eau est chauffée sous haute pression dans une vis de compression. La pression chute au niveau de la buse de sortie et le produit se détache considérablement. L'amidon déjà gélatinisé peut favoriser la rétention de gaz et retenir les pores serrés. Les produits typiques de ce processus sont les chips de cacahuètes, les collations, le pain et les pâtisseries.

C. Industrie du caoutchouc
L'extrusion de caoutchouc est un processus de formage dans lequel des granulés de caoutchouc synthétique ou naturel sont pressés à travers un moule à outils en utilisant le processus d'extrusion à chaud pour produire des profilés, des matériaux d'étanchéité, des tapis, etc.

D. Recyclage
Des extrudeuses spéciales mono ou double vis sont utilisées pour recycler les déchets plastiques propres et purs en produits recyclés (matière première pour de nouveaux produits en plastique). Afin d'atteindre les normes de qualité élevées dans ce processus de recyclage, la pureté des polymères est d'une grande importance. Pour garantir que le plus grand nombre possible de contaminants soient capturés lors du recyclage du plastique, une séparation se produit dans le flux de fusion entre le convoyeur (extrudeuse) et l'outil d'extrusion. Diverses techniques de séparation sont souvent utilisées à l'avance pour obtenir une pureté variétale. Lors de l'extrusion, les propriétés des plastiques peuvent être améliorées en ajoutant des additifs.