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Auparavant, les extrudeuses monovis et les machines de moulage par injection utilisaient généralement des structures à vis et à barillet fixes. Une fois conçues et fabriquées, ces configurations étaient en grande partie immuables. Par exemple, l'ajout de trous d'aération à une extrudeuse monovis nécessitait de modifier le barillet et de fabriquer une nouvelle vis, ce qui nécessitait une découpe du métal et donc des coûts élevés.
En revanche, les extrudeuses à double vis utilisent des conceptions modulaires de barillet et de vis, offrant des avantages par rapport aux autres équipements de traitement du plastique. Cette flexibilité permet aux ingénieurs de configurer librement le barillet et la vis pour optimiser le processus et obtenir des performances optimales. La plupart des ingénieurs reconnaissent les avantages de la configuration d'éléments filetés, mais le barillet lui-même peut également être configuré librement, offrant ainsi les meilleures options de production.
Pour les petits laboratoires et les lignes de production pilotes, les ingénieurs peuvent souvent réorganiser les sections du fourreau en fonction des exigences de mélange pour optimiser le processus. Si les unités de fourreau requises ne correspondent pas à la séquence préférée, des modifications sont envisagées. Bien que le remplacement fréquent des configurations de fourreau soit moins courant et moins recommandé pour les grandes extrudeuses à double vis, la reconfiguration du fourreau est toujours possible et parfois nécessaire dans des scénarios de production réels.
Chaque section de barillet est dotée d'un canal en forme de huit à travers lequel passe l'axe de la vis. Les sections de barillet ouvertes sont dotées d'ouvertures externes permettant l'alimentation ou l'évacuation des substances volatiles. Ces sections de barillet ouvertes peuvent être placées à n'importe quel endroit de l'ensemble de barillet pour l'alimentation et l'évacuation.
1). Alimentation
Le matériau doit être introduit dans l'extrudeuse pour commencer le mélange. Les barils d'alimentation sont ouverts et situés en haut du barillet, à travers lesquels les matériaux sont introduits. Ils sont le plus souvent placés dans la première section du processus, le premier barillet. Les particules ayant de bonnes propriétés d'écoulement tombent directement de la machine d'alimentation dans l'ouverture du barillet de l'extrudeuse pour atteindre la vis.
Les poudres à faible densité apparente présentent des défis car l'air peut entraîner la poudre qui tombe, obstruant son écoulement et réduisant la capacité d'alimentation. Une solution consiste à placer deux sections de barillet ouvertes aux deux positions avant. Dans cette configuration, la poudre est introduite dans le barillet 2 tandis que l'air s'échappe du barillet 1. Cette configuration, connue sous le nom de dispositif de post-ventilation, fournit un canal de ventilation sans bloquer la fente d'alimentation, permettant à l'air de s'échapper et améliorant l'efficacité de l'alimentation en poudre.
Une fois que les polymères et les additifs sont introduits dans l'extrudeuse, ils sont transportés vers la zone de fusion où ils sont fondus et mélangés aux additifs. Les additifs peuvent également être introduits en aval à l'aide d'alimentateurs latéraux, avec des sections de barillet conçues pour l'alimentation latérale et dotées d'un trou en forme de « 8 » en plus d'une deuxième ouverture en forme de « 8 » sur le côté du barillet pour une connexion directe à l'extrudeuse pour le remplissage d'additifs dans le polymère fondu. Les sections de barillet ouvertes standard servent généralement d'évents en amont des alimentateurs latéraux, permettant à l'air de s'échapper.
Une version plus compacte avec des trous d'aération ouverts est appelée barillet combiné post-aération (voir Figure 1). Il comporte un trou en forme de « 8 » pour correspondre à l'alimentateur latéral et un petit évent au sommet du barillet, orienté vers l'amont, pour l'évacuation de l'air.
Figure 1 : Ce canon combiné est doté d'un orifice d'échappement arrière et d'un orifice d'alimentation latéral.
2). Ventilation
Les sections de barillet ouvertes peuvent également être utilisées pour la ventilation ; la vapeur volatile générée pendant le mélange doit être éliminée avant que le polymère ne passe à travers la matrice.
L'emplacement le plus évident pour les évents de vide est vers l'extrémité de l'extrudeuse, généralement connectée à une pompe à vide pour garantir que tous les composés volatils du polymère fondu sont éliminés avant de passer à travers la filière. La vapeur ou le gaz résiduel dans la masse fondue peut dégrader la qualité des particules, notamment en provoquant des bulles et une réduction de la densité apparente, ce qui affecte l'emballage.
Pour les extrudeuses comportant au moins dix sections de cylindre (L/D ≥ 40), les évents sont généralement placés dans la deuxième section en amont de la filière. Souvent, si la pression de la tête augmente trop, le polymère fondu peut refluer dans l'évent, ce qui est évité en plaçant l'évent dans la troisième section en amont, ce qui garantit une production stable.
2. Sections de barillet fermées
Le type de baril le plus courant est le baril fermé (figure 3), qui enferme complètement le polymère fondu sur sa surface intérieure, à l'exception d'une seule ouverture en forme de « 8 » pour le centre de la vis.
Figure 3
Une fois que les polymères et les additifs sont entièrement à l'intérieur de l'extrudeuse, ils sont fondus et soigneusement mélangés. Tous les côtés du cylindre fermé sont contrôlés en température (chauffés et refroidis), tandis que les cylindres ouverts ont moins de canaux de chauffage et de refroidissement.
Enfin, pour les fluides liquides, des combinaisons de barils spéciales sont utilisées. Une approche courante consiste à utiliser un barillet d'injection de liquide (voir la figure 2), doté d'un trou d'injection de liquide sur le dessus d'un barillet fermé standard et d'une vanne à aiguille d'injection de liquide alimentée par une pompe à piston pour alimenter le barillet en liquide. Le débit de distribution peut être réglé en fonction des besoins.
Chiffre 2 Barillet combiné d'alimentation en liquide
3. Assemblage des barils d'extrusion
En règle générale, les barils d'extrusion sont assemblés par les fabricants pour correspondre à la configuration de processus requise. Dans la plupart des systèmes de mélange, les extrudeuses commencent par un baril d'alimentation ouvert suivi de plusieurs barils fermés pour le transport des solides, la fusion du polymère et le mélange du polymère fondu avec des additifs.
Des barils combinés peuvent être placés dans la quatrième ou la cinquième section pour l'alimentation latérale des additifs, suivis de plusieurs barils fermés pour un mélange ultérieur. Les évents d'aspiration sont situés près de l'extrémité de l'extrudeuse, immédiatement avant le dernier barillet fermé avant la filière (la figure 4 montre un exemple d'assemblage).
Figure 4 : Configuration du barillet d’une extrudeuse à double vis.
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La conception modulaire des cuves a un impact profond sur les performances et l'efficacité des opérations de mélange à double vis. La plupart des fabricants proposent des cuves à double vis modulaires composées de dix, onze ou douze pièces individuelles, chacune chauffée et refroidie indépendamment pour un contrôle précis de la température.
4. Matériaux du canon
Les matériaux des fûts varient en fonction des besoins de l'application, tels que la résistance à la corrosion et à l'usure :
Cylindre α101 : Deux cylindres en alliage fendus formant une chemise à trou en forme de « 8 », répondant aux exigences de base en matière de résistance à l'usure.
Revêtement en alliage intégral α101:Un cylindre en alliage intégral, très résistant à l'usure.
Acier nitrocarburé 38CrMoAl : Dureté élevée, résistant à la corrosion.
Cylindre en alliage HaC: Résistance supérieure à la corrosion, souvent fabriquée dans son ensemble, utilisée pour les fluoroplastiques.
Cylindre en acier inoxydable 316L : Résistance supérieure à la corrosion, antirouille, principalement utilisé dans l'extrusion de l'industrie alimentaire.
Manchon intégral en Cr26, Cr12MoV: Matériau en alliage à haute résistance à l'usure avec un rapport coût-efficacité élevé.
Manchon intégral en alliage de nickel en poudre: Matériau en alliage de rechargement dur extrêmement résistant à l'usure, offrant à la fois une résistance à l'usure et à la corrosion à un rapport coût-efficacité élevé.
Manchon intégral importé de métallurgie des poudres : Extrêmement résistant à l'usure et à la corrosion dans les environnements nécessitant à la fois une résistance à l'usure et à la corrosion.
Nanjing Granuwel Machinery Co., Ltd. se consacre à la recherche et à la vente de machines pour le plastique depuis plus d'une décennie, rassemblant une équipe de professionnels de haut niveau avec des capacités d'innovation et de développement de produits exceptionnelles. L'entreprise se concentre sur la conception, la fabrication et l'optimisation d'extrudeuses à double vis et d'autres équipements de traitement du plastique, notamment en termes de conceptions de barils innovantes. Nous fournissons divers matériaux et configurations de barils, notamment des barils ouverts, fermés et des barils d'injection de liquide spécialisés pour répondre aux différentes exigences de processus.
Nos conceptions de barils modulaires permettent aux clients de configurer et d'ajuster de manière flexible en fonction des besoins de production réels, d'optimiser les processus et d'améliorer l'efficacité de la production. De plus, nous proposons divers matériaux pour les barils, tels que le cylindre α101, le revêtement en alliage intégral α101, l'acier nitrocarburé 38CrMoAl, le cylindre en alliage HaC, le cylindre en acier inoxydable 316L, le manchon intégral Cr26/Cr12MoV et le manchon intégral en alliage de nickel en poudre, pour s'adapter à différents environnements d'application et exigences de résistance à la corrosion et à l'usure.
Nanjing Granuwel Machinery Co., Ltd. vise à améliorer la structure de l'équipement grâce à l'expérience pratique et à l'innovation technologique, à réduire la consommation d'énergie et à fournir les meilleurs produits à nos clients.