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RÉSUMÉ
Une ligne d'extrusion de feuille et/ou de plaque est présentée au travers de chacun des sous-ensembles qui la composent. La description fonctionnelle détaillée de ces sous-ensembles est l'occasion de mettre en avant les problématiques qui relèvent spécifiquement de l'extrusion d'une feuille et/ou d'une plaque.
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Francis PINSOLLE : Ingénieur ENSEM (École nationale supérieure d'électricité et de mécanique de Nancy) - Master of Sciences de l'Université de Philadelphie (U of P) - IAE (Institut d'administration des entreprises d'Aix-en-Provence)
INTRODUCTION
Feuille ou Plaque ?
La frontière entre ces deux produits est plutôt informelle ; elle correspond à une valeur d'épaisseur comprise entre 1,5 et 2,5 mm, c'est-à-dire à la valeur limite au-delà de laquelle le produit extrudé ne peut plus être enroulé.
Pour autant, une feuille n'est pas exclusivement livrée en bobine mais peut aussi être livrée en format à plat, alors qu'une plaque est toujours livrée en format à plat. Toutefois, les dimensions longueur-largeur d'une feuille livrée en format à plat sont généralement inférieures à celles correspondant au format plaque. D'une façon générale, feuilles et plaques sont livrées dans des dimensions qui dépendent de l'application finale, puisque ce sont des produits intermédiaires qui vont donner lieu à une nouvelle transformation.
Les bobines sont toujours destinées au thermoformage ; leur taille, qui dépend des machines de thermoformage, est très variable, avec des largeurs comprises entre 50 mm et plus de 1 000 mm, des diamètres qui varient de 250 mm à 2 000 mm, et des masses comprises entre 25 kg et 2 t.
Les feuilles en format à plat peuvent être thermoformées ou utilisées comme support d'impression et de décoration.
Les plaques sont thermoformées ou redécoupées pour diverses applications.
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15. Thermoformage en ligne
Dans le thermoformage en ligne, éviter l'étape bobine conduit à de substantielles économies en :
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coûts de main-d'œuvre ;
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rebuts (pas de rives) et recyclage direct en ligne ;
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énergie globalement consommée ;
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coûts de manutention et de stockage.
Les systèmes sont différents selon le type de thermoformage (profondeur) et les polymères (amorphes – cristallins).
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Extrusion directe sur un cylindre tambour de grand diamètre : ce dernier fait office de rouleau de tirage, de refroidissement et de porte-moule : les objets sont thermoformés sous vide rangée par rangée puis découpés à l’étape suivante (figure 35). Ce système convient à la fabrication d’articles à paroi mince et peu profonds : couvercles, mini pots. C’est aussi avec ce système, mais sans découpe, que sont fabriquées les nappes de drainage à excroissances ou à plots (PEHD) utilisées dans le bâtiment pour étanchéité.
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Extrusion avec une calandre 3 rouleaux : cette calandre polit et refroidit la feuille en surface pour qu’elle puisse être manipulée par un système à accumulation nécessaire à la synchronisation des débits calandre et thermoformeuse ; la feuille, lorsqu’elle entre dans la station de thermoformage, est encore chaude à cœur et ne nécessite qu’un minimum de réchauffage. Ce système est bien adapté à la fabrication d’articles en PS et PET, avec des débits dépassant 1 t/h (soit près de 1,5 t/h en extrusion).
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Lorsque la feuille doit être brutalement refroidie pour être parfaitement transparente (c’est le cas du PP), elle doit aussi être quasi totalement réchauffée pour son thermoformage : le système en ligne juxtapose alors l’ensemble polissage-calandrage/tirage et l’ensemble chauffage-thermoformage, qui fonctionnent en tandem, une boucle de sécurité située entre les deux systèmes permettant leur synchronisation.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - NORIEGA (M. del P.), RAUWENDAAL (C.) - TroubleShooting the extrusion Process - (Hanser).
-
(2) - RAUWENDAAL (C.), OSWALD (T.), GRAMANN (P.), DAVIS (B.) - New Dispersive mixers for Single Screw Extruders - (ANTEC 1998).
-
(3) - SRINIVASAN (T.) - FFT : an efficient process analytical tool for plastic film and sheet processes - (ANTEC 2001).
-
(4) - COATES (P.D.), ROSE (R.M.), BARGHASH (M.A.) - Statistical Process Control applied to the extrusion process - (ANTEC 2001).
-
(5) - PILLET (M.) - Appliquer la maîtrise statistique des procédés - MSP-SPC.
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(6) - RAUWENDAAL (C.) - Statistical Process Control in extrusion - (Hanser).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Contour TM Die (EDI)
BEMflow, Boundary Element Fluid and Heat Transfer Simulation Program
Inverted preland Die (Cloeren)
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Octal
Rauwendall
The Madison Group
Verbruggen
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