Résumé de base
Le principe de fonctionnement d'une extrudeuse à vis unique-peut être simplement compris comme un processus dans lequel une vis rotative transporte, comprime, fond, mélange, homogénéise et finalement extrude en continu le plastique fondu à un taux constant dans un baril chauffé. Son cœur réside dans l’action synergique entre la vis et le canon.
Principaux composants
1. Vis : Le composant central, généralement divisé en section d'alimentation, section de compression (section de fusion) et section d'homogénéisation (section de dosage). Ses paramètres géométriques (diamètre, rapport longueur-sur-diamètre, profondeur du canal, angle d'hélice, etc.) déterminent les performances de la machine.
2.Barrel : Un cylindre métallique renfermant la vis, équipé de radiateurs internes et d'un système de refroidissement pour fournir de la chaleur au matériau et assurer un contrôle précis de la température.
3.Tête de filière : montée à l'extrémité de l'extrudeuse, elle confère la forme de section transversale finale-au produit extrudé (par exemple, des tuyaux, des feuilles, des films, des profilés, etc.).
Processus détaillé du principe de fonctionnement
Étape 1 : Section de transport de solides (section d'alimentation)
Emplacement : La partie de la vis proche de la trémie.
Fonction : Pour transporter de manière stable et continue des particules solides libres (ou de la poudre) vers l'avant.
Principe:
Le matériau remplit le canal de la vis et est capturé par la vis rotative.
Étant donné que le frottement entre le matériau et la vis est inférieur au frottement entre le matériau et la paroi interne du canon, lorsque la vis tourne, le matériau est « entraîné » vers l'avant le long de la paroi interne du canon, un peu comme un écrou.
La profondeur du canal dans cette section est généralement la plus profonde, avec un volume constant. Elle effectue principalement du convoyage physique ; le matériau reste majoritairement solide, avec une lente montée en température.
Étape 2 : Section de fusion (Section de compression)
Emplacement : La partie médiane de la vis.
Fonction : compacter, ramollir et faire fondre complètement un matériau solide dans un état d'écoulement visqueux, tout en expulsant l'air entraîné.
Principe:
La profondeur du canal de vis diminue de profond à peu profond, créant un taux de compression. Le matériau est comprimé de force, sa densité augmente et les vides interparticulaires sont éliminés.
Sous l'effet combiné de l'échauffement externe (fourni par le fût) et de la chaleur de friction interne (générée par le cisaillement entre le matériau, la vis et le fût), la température du matériau s'élève rapidement jusqu'à la température de fusion.
La fusion commence à partir du matériau situé près de la paroi interne du fût, formant un film fondu, qui est gratté par les volées de vis et collecté dans le canal de vis pour former un bassin de fusion. Le lit solide (matériau non fondu) est progressivement comprimé jusqu'à ce qu'il disparaisse, pour finalement se transformer entièrement en matière fondue.
C’est l’étape critique pour réaliser la transition de phase du matériau.
Étape 3 : Section de transport de la fonte (section d'homogénéisation/section de dosage)
Emplacement : La partie la plus à l’avant de la vis, près de la tête de filière.
Fonction : Pour homogénéiser, mélanger et pressuriser davantage le matériau fondu, et établir une pression stable pour l'extruder de la tête de filière à une température constante, un débit constant et une pression constante.
Principe:
La profondeur du canal dans cette section est la plus faible et la plus constante, exerçant un fort effet de cisaillement sur la masse fondue.
Un cisaillement intense favorise un mélange uniforme des composants (par exemple, pigments, additifs) et une homogénéité de la température.
La pression de pompage générée par la rotation de la vis est utilisée pour surmonter la résistance élevée de la tête de filière, garantissant ainsi un écoulement stable et continu de la matière fondue à travers la filière.
Le rendement et la stabilité de l'extrudeuse sont principalement déterminés par cette section.
Son processus de travail de base est similaire à celui d'un hachoir à viande manuel ou d'une machine à pâtes que nous utilisons dans la vie quotidienne : le matériau est introduit, poussé vers l'avant par une vis rotative et, sous l'action de la compression et du chauffage externe, il passe de l'état solide à un fluide visqueux uniforme, qui est ensuite extrudé en continu d'une tête de filière de forme spécifique.