Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Bruno VERGNES : Ingénieur ENSTA - Docteur ès Sciences (université de Nice) - Maître de Recherche à l’École des mines de Paris
-
Stéphan PUISSANT : Ingénieur ENSAM - Docteur en Science et Génie des Matériaux (École des mines de Paris) - Responsable du Centre de compétence packaging chez Alcatel Optronics
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’extrusion est de loin le plus important des procédés de mise en forme des polymères. Le principe de base de l’extrusion monovis est l’utilisation d’une vis sans fin, qui tourne à l’intérieur d’un fourreau cylindrique. Procédé continu, l’extrusion est utilisée pour fabriquer des produits finis ou des semi-produits de section constante (films, plaques, tubes, profilés...) par passage au travers d’un outillage appelé filière. Dans ce cas, les fonctions principales du procédé sont d’assurer la fusion du polymère solide, puis la mise en pression et le mélange du polymère fondu, afin d’alimenter dans de bonnes conditions la filière, qui donnera sa forme au produit fabriqué. L’extrusion est aussi utilisée, en dehors de la mise en forme, pour des étapes de granulation, de compoundage ou de polymérisation. L’extrusion arrive en tête devant l’injection et les autres procédés de transformation avec environ 1,7 million de tonnes de matières consommées par an (France, chiffres 1999).
Le principe même de l’extrusion est très ancien, si on le fait remonter à la vis d’Archimède, et a été largement utilisé depuis fort longtemps, en particulier dans le domaine alimentaire (fabrication de saucisses ou de pâtes alimentaires). Dans le cas des matériaux synthétiques, le procédé a été appliqué dès le début du XX e siècle au domaine du caoutchouc, puis s’est largement développé depuis dans celui des matières thermoplastiques.
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Présentation générale2. Mécanismes et modélisation
2.1 Zone de convoyage solide
2.1.1 Mécanisme de convoyage du solide
Dans la zone d’alimentation, le comportement rhéologique du polymère, en granulés ou en poudre, est voisin de celui d’un « sable », avec une certaine cohésion et un certain angle de frottement interne. En fait, l’expérience montre qu’il est rapidement compacté par la pression et la température et qu’il se comporte alors comme un solide pratiquement indéformable, de forme hélicoïdale, glissant dans l’espace entre la vis et le fourreau. En fait, ce sont les forces de frottement entre le polymère, le fourreau et la vis qui vont conditionner le déplacement du solide. Le frottement est généralement décrit par la loi de Coulomb :
avec :
- τ (Pa) :
- contrainte de cisaillement qui s’exerce dans la direction opposée à la vitesse relative des deux solides
- p (Pa) :
- pression de contact
- f :
- coefficient de frottement.
La loi de Coulomb est l’idéalisation d’une situation réelle beaucoup plus complexe où le coefficient de frottement (défini comme le rapport de la contrainte de cisaillement sur la contrainte normale) dépend non seulement du polymère considéré, mais aussi de la température, de la vitesse relative par rapport à la paroi, de l’état de surface, de la pression... Dans ce qui suit, nous considérerons des coefficients de frottement constants, dont l’ordre de grandeur est défini dans le tableau 1.
HAUT DE PAGE2.1.2 Modélisation du convoyage
Le lecteur pourra également se reporter à la référence [1].
Le convoyage du solide le long de la zone d’alimentation peut être modélisé...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DARNELL (W.H.), MOL (E.A.J.) - * - Soc. Plast. Engs. J., 12, p. 20 (1956).
-
(2) - VERGNES (B.) - Tribologie et mise en forme des polymères. - Matériaux et Techniques, 1, p. 33-36 (1993).
-
(3) - POTENTE (H.) - * - Kunststoffe, 75, p. 439 (1985).
-
(4) - MADDOCK (B.H.) - * - Soc. Plast. Engs. J., 15, p. 383 (1959).
-
(5) - TADMOR (Z.), KLEIN (I.) - Engineering Principles of Plasticating Extrusion. - Van Nostrand Rheinhold, New York (1970).
-
(6) - RAUWENDAAL (C.) - Polymer Extrusion. - Hanser, Munich (1986).
-
(7) - AGASSANT (J.-F.), AVENAS (P.), SERGENT (J.-P.),...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Extrud7-2000
Scientific Process and Research (USA) http://www.spar.com
REX
Université de Paderborn (Allemagne) http://www.ktpweb.de/ktpwebEnglish/software_rex.html
REM3D
Transvalor (France) http://www.transvalor.com/rem3d.php
Virtual Extrusion Laboratory‘ and Extrusion Calculator‘ Compuplast International Inc. (République Tchèque) http://www.compuplast.com
XimeX
Cemef et SCC (France) http://www.ximex.info
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
AMUT http://www.amut.it
Brabender http://www.brabender.com
Cincinnati...
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