Qu’est-ce qu’une extrudeuse ?
Les extrudeuses sont des machines qui produisent des produits moulés tels que des tubes et des feuilles en chauffant la matière première pour la ramollir et en l’extrudant à l’aide d’une vis cylindrique.
À partir de granulés ou de matières premières hachées, ils sont transformés en différentes formes telles que des tuyaux ronds ou carrés, des tubes, des conduits ou des feuilles, en fonction de la forme de la filière. Les matières premières sont introduites de manière séquentielle à partir de la trémie, ce qui permet une production en continu. Cette méthode est utile pour la production de masse.
Le moulage par extrusion consiste à donner une forme à un moule, qui est ensuite durci par un processus de refroidissement, tel que le refroidissement à l’eau ou à l’air, afin de maintenir la forme. Lorsqu’elle est suffisamment durcie, elle est reprise et découpée pour former le produit. L’extrusion a une longue histoire et un large éventail d’applications, de la transformation des aliments au moulage des métaux et des plastiques.
Utilisations des extrudeuses
Les extrudeuses sont utilisées pour transformer des métaux tels que l’aluminium et le cuivre, ou des matières premières plastiques thermoplastiques en produits moulés, une fois qu’elles ont été chauffées et fondues et qu’une filière leur a donné forme. Si l’on prend l’exemple de la production de fibres synthétiques à partir de plastique, le plastique toronné est obtenu en tirant le plastique fondu de la sortie de l’extrudeuse lorsqu’il est refroidi et étiré.
Les extrudeuses peuvent également être utilisées pour la production continue de mousses. Le plastique fondu est fondu en pressurisant l’agent moussant dans le plastique fondu. Lorsque l’agent moussant est poussé hors de la sortie de la filière à la pression atmosphérique, la différence de pression entraîne la libération de l’agent moussant, ce qui donne un corps en mousse.
Outre le secteur industriel, une autre application des extrudeuses est la transformation de produits alimentaires tels que les saucisses, les pâtes et les nouilles de bœuf, ainsi que les aliments pour animaux de compagnie. Les extrudeuses peuvent être chauffées en ajoutant de la vapeur, ce qui réduit les micro-organismes dans les aliments et saponifie simultanément l’amidon.
Principe des extrudeuses
Le rôle d’une extrudeuse semble simple : donner une forme à des matières premières dissoutes. Cependant, pour obtenir un produit stable, il est important d’optimiser les conditions dans différents domaines en fonction de la matière première et de la forme souhaitée.
Tout d’abord, la matière première introduite dans la trémie est réglée à une vitesse constante à l’aide d’un alimentateur à poids ou similaire afin d’éviter tout colmatage, puis le cylindre est rempli de matière première. Le chauffage du cylindre chauffe la matière première pour la ramollir, et la vitesse de la vis est ajustée tout en appliquant la pression appropriée pour extruder la matière afin d’obtenir la forme souhaitée, telle qu’un tube ou une barre.
L’extrudat est refroidi suffisamment pour conserver sa forme dans une unité de refroidissement avant d’être repris et coupé. La clé réside dans le contrôle de la température à chaque étape du processus. Si la température de la matière extrudée est trop élevée, la forme donnée à la sortie de la filière risque de ne pas être conservée en raison de la viscosité élevée et du temps nécessaire au refroidissement.
De même, lors du processus de refroidissement, si la vitesse de refroidissement est trop rapide, le produit moulé sera déformé, ce qui peut entraîner une rupture. En plus de la chaleur provenant du chauffage, le chauffage de l’extrudeuse génère également de la chaleur par friction entre la vis et le matériau ou entre les matériaux.
Cela provoque des oscillations de température (chasse), même si la température de consigne et la température réelle sont contrôlées et ajustées automatiquement par la machine.
Types d’extrudeuses
Les extrudeuses sont classées en fonction de la construction de l’extrudeuse, de la géométrie de la filière et des méthodes de post-traitement. Les extrudeuses peuvent également être divisées en systèmes à un ou plusieurs axes, en fonction du nombre de vis.
Lorsque plusieurs matières premières sont utilisées, il faut non seulement les faire fondre, mais aussi les mélanger uniformément, c’est pourquoi on utilise souvent des extrudeuses multi-axes à haute performance de mélange. En fonction de la matière première, la configuration des vis et le sens de rotation doivent être déterminés.
La forme du produit moulé à partir de la matière première est largement déterminée par la forme de l’embouchure, appelée filière, de l’extrudeuse. C’est pourquoi les types de moulage par extrusion sont souvent appelés en fonction de la forme de cette filière et du processus qui s’ensuit. Les formes tubulaires, les barres et les feuilles sont des formes typiques.
Outre les formes standard, il est possible de mouler des formes complexes et d’obtenir des produits moulés multicouches. Il est également possible de fabriquer des produits en mousse extrudée en ajoutant un agent gonflant.