Machines d'extrusion

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L’opération d’extrusion, appelée aussi boudinage, consiste à transformer des matières plastiques selon un procédé de fabrication en continu. Ce sont les machines à extruder ou extrudeuses qui effectuent ce travail afin de modifier la matière pour pouvoir ensuite la mettre en forme. Exploitée dans de nombreuses industries, l’extrusion est une technologie de fabrication utilisée pour produire n’importe quel type d’article : profilés pour portes et fenêtres, tuyaux, câbles, tubes, feuilles, films, fibres textiles, plaques, etc.

A quoi sert la machine à extrusion ?

Grâce à la machine à extrusion, il est possible de fabriquer en continu de nombreuses pièces aux caractéristiques techniques bien spécifiques. Cette machine permet d’obtenir des produits semi-finis de formes diverses:

• Objets de forme longue : canalisations, câbles électriques, tuyaux…
• Objets creux : flacons de lessive, bidons, réservoirs, bouteilles…
• Objets plats : films plastiques, sacs plastiques, emballages…

Processus de fonctionnement de la machine d’extrusion

Dans un premier temps, de la résine thermoplastique, sous forme de granulés, de billes ou de poudre, est intégrée dans une trémie. La vis, qui est le cœur de la machine, est actionnée par une boîte de vitesses qui est elle-même actionnée par un moteur. Le fonctionnement de la vis entraîne les granulés vers l’avant. Ils fondent à cause de la chaleur issue de l’action simultanée de la rotation de la vis et d’un système de colliers chauffants. Le plastique fondu est alors envoyé vers l’avant de la machine où il passe par la filière figée, ensuite par le refroidissement pour donner la forme finale à la pièce.

Pour obtenir un bon fonctionnement de l’extrudeuse, toute la matière doit être impérativement fondue à la sortie de la zone de compression. Pour y parvenir il est nécessaire que :

• La force de poussée de la matière dans la zone d’alimentation soit suffisante
• Le taux de compression de la vis soit adapté à la matière
• La température et la puissance de chauffe du fourreau soient suffisantes
• Le jeu entre la vis et le fourreau ne soit pas trop important

Les différents procédés d’extrusion par machine

Il existe différents procédés d’extrusion : l’extrusion-gonflage, l’extrusion-étirage, l’extrusion-gainage, ou l’extrusion-calandrage, l’extrusion en filière plate, l’extrusion profilé ou encore la coextrusion…

Nous allons en découvrir quelques-uns plus en détails :

L’extrusion gonflage

Ce procédé permet de fabriquer des films plastiques. Il consiste, en sortie de l’extrudeuse, à dilater avec de l’air comprimé une gaine polymère précédemment formée. La sortie de l’extrudeuse est verticale, on insuffle de l’air comprimé dans la matière fondue qui se gonfle et s’élève verticalement en une longue bulle de film. Cette technique permet la fabrication d’un film très fin, jusqu’à 10 µm d’épaisseur. Elle est utilisée pour créer des sacs-poubelles, des sacs de congélation, des poches médicales pour perfusion et des feuilles souples et fines de revêtements pour serres horticoles.

La coextrusion

plusieurs vis d’extrusion alimentent une filière pour coextruder jusqu’à 9 couches de polymère, chacune ayant ses qualités propres. Par exemple, obtention pour l’emballage alimentaire de films multicouches à effet barrière au dioxygène, responsable de l’oxydation des produits frais ou cuisinés (un emballage en PE est perméable au dioxygène).

L’extrusion soufflage

cette méthode permet de fabriquer des corps creux. Cela commence par l’extrusion d’un tube plein appelé la paraison. Ce tube de plastique encore chaud sortant de la filière est coupé et un moule froid en deux parties se referme autour de lui. Ensuite, de l’air est injecté dans la matière par une canne de soufflage et le polymère vient se plaquer sur les parois intérieures du moule qui est rapidement refroidi. Le procédé se termine par le démoulage, le décarottage et l’élimination des déchets de moulage de la pièce.

L’extrusion-gainage

elle permet de recouvrir des conducteurs électriques d’une ou de plusieurs couche(s) de PVC ou plastique dans le but d’isoler.

 L’extrusion de profilés

ce procédé permet de fabriquer toutes sortes de profilés de différentes formes ou de tubes. La matière sortant de la tête d’extrusion est refroidie dans un conformateur pour en épouser la forme. Elle passe ensuite dans un bac de refroidissement, puis un banc de tirage. Enfin, le produit sera coupé à la longueur souhaitée ou enroulé.

Le calandrage

c’est une opération qui consiste à faire passer une matière entre deux cylindres pour produire un film ou une feuille. Des matériaux de plus faible épaisseur (produits semi-finis, feuilles, plaques, films…) peuvent être obtenus par calandrage d’un système thermoplastique ou élastomère entre des cylindres éventuellement chauffants ou refroidis.

L’extrusion de film à plat de polymère

c’est une technique industrielle complexe, notamment utilisée dans le domaine de l’emballage (alimentaire, ou autres produits techniques). Ce procédé permet de fabriquer des films sophistiqués, d’une épaisseur de quelques dizaines de micromètres et permet même de combiner plusieurs matériaux polymères en films multicouches. Le procédé d’extrusion du film monocouche, quant à lui, aboutit à d’excellentes propriétés optiques et dimensionnelles, avec des grandes vitesses de production.