Qu'est-ce que l'extrusion plastique ? Types et applications
Le plastique est le matériau le plus courant autour de nous. Différents procédés, dont l'extrusion plastique, sont utilisés pour fabriquer des composants en plastique.
Le guide ci-dessous explique en détail ce qu'est l'extrusion plastique, les différents processus impliqués, les matériaux utilisés, ainsi que ses avantages et ses inconvénients. Alors, lisons.
Qu'est-ce que l'extrusion plastique ?
L'extrusion plastique est un procédé utilisé pour fabriquer des composants à base de thermoplastique en grande quantité. Les thermoplastiques sont fondus et placés dans des moules pour prendre la forme souhaitée. Une extrudeuse est ensuite utilisée pour retirer le plastique fondu du moule et obtenir la forme souhaitée.
L'extrudeuse se compose de plusieurs parties, qui sont les suivantes :
Trémie : Cette partie de l'extrudeuse contient du plastique sous forme de boulettes, de poudre ou de granulés.
Gorge nourricière : Il relie le tonneau et la trémie pour canaliser le plastique de la trémie vers le tonneau pendant le processus.
Plaque de rupture : Une plaque de rupture maintient la pression et fonctionne comme un filtre pour éviter que d'autres matériaux ne pénètrent dans le tonneau.
Baril : Il utilise la chaleur pour faire fondre le plastique ; il est doté d'une vis rotative qui applique la pression nécessaire, ce qui permet de diriger le plastique vers le tuyau d'alimentation.
Tuyau d'alimentation : Il est utilisé pour transporter le plastique fondu du tonneau à la matrice.
Mourir : La matrice permet au plastique fondu de prendre forme et d'atteindre la géométrie requise.
Système de refroidissement : Les systèmes de refroidissement facilitent le refroidissement du plastique et lui permettent de se solidifier rapidement.
Avantages de l'extrusion plastique
Le processus d'extrusion des matières plastiques présente de nombreux avantages, dont certains sont décrits ci-dessous :
- Le processus est simple, car lorsque l'extrusion a lieu et que le composant doit encore refroidir, la forme du plastique chaud peut être modifiée. Les fabricants peuvent ainsi améliorer la qualité du composant final.
- Comparé à d'autres procédés de fabrication de composants en plastique, le processus d'extrusion plastique est assez abordable car il ne nécessite pas d'outillage.
- L'extrusion plastique est une méthode très flexible qui permet d'obtenir des profils et des formes en plastique, à condition que la section transversale soit constante.
Les inconvénients de l'extrusion plastique
Outre les avantages, le processus d'extrusion du plastique présente certains inconvénients, qui sont décrits ci-après :
- Lorsqu'il est retiré de l'extrudeuse, le plastique chaud peut se dilater et entraîner une différence de dimensions par rapport au produit souhaité.
- Ce processus d'extrusion du plastique est limité en termes de types de produits fabriqués, car certaines conceptions nécessitent des investissements dans des équipements d'extrusion différents.
Comment fonctionne l'extrusion plastique ?
Le processus d'extrusion des matières plastiques comporte quatre étapes, qui sont les suivantes :
Ajout d'additifs
L'extrusion plastique commence par l'ajout d'additifs au plastique utilisé dans les processus. Ces additifs peuvent être des inhibiteurs d'UV ou des colorants.
Plastique en fusion
La deuxième étape consiste à faire fondre le plastique en l'introduisant dans la trémie. Il est acheminé vers la gorge d'alimentation et vers le tonneau où une température élevée aide le plastique à fondre. La vis rotative dans le tonneau permet au plastique de rester à l'état fondu.
Formation des moules
Lorsque la matière en fusion est poussée vers l'extrémité du tonneau, elle passe à travers des tamis situés à l'extrémité. La matière en fusion peut passer à travers la filière, ce qui permet d'obtenir le composant souhaité.
Refroidissement
Lorsque le plastique fondu a traversé la filière, il est refroidi à l'aide de douches d'eau ou de rouleaux de refroidissement. Le processus de refroidissement garantit que la forme reste la même que celle qui a été extrudée.
Les différents types d'extrusion plastique
Il existe différents types de procédés d'extrusion plastique, dont certains sont décrits ci-dessous :
Extrusion de tubes
Le procédé d'extrusion de tubes permet l'extrusion générale de matières plastiques. Il convient aux articles ayant une structure tubulaire et une forme creuse, comme les tuyaux et les tubes. Il convient également à la fabrication de tubes et de pailles utilisés dans l'industrie médicale.
Pour obtenir la forme creuse, une tige ou un mandrin est ajouté à la matrice, ce qui crée ces trous grâce à la pression exercée sur le plastique en fusion.
Extrusion de film par soufflage
Le procédé d'extrusion-soufflage convient à la fabrication de sacs à provisions. Il s'agit d'un cylindre vertical doté d'une ouverture circulaire. Le plastique fondu est tiré vers le haut à l'aide de rouleaux de pincement de la filière pendant le processus. Les rouleaux pinceurs sont positionnés à une hauteur déterminée en fonction du refroidissement requis.
Une sortie d'air se trouve au centre de la matrice, ce qui permet de souffler l'air et de créer une bulle. Celle-ci dilate la section transversale du plastique. La bulle est ensuite aplatie à l'aide de rouleaux d'aplatissement et un film double couche est produit.
Extrusion de films en feuilles
Le processus d'extrusion des feuilles est un processus de laminage et de traction. Le laminage permet d'obtenir la forme souhaitée et favorise même le refroidissement. Les caractéristiques de la surface de la feuille sont également déterminées par le laminage.
Extrusion de la gaine
L'extrusion de la gaine permet de fabriquer des fils isolants. L'outillage utilisé dans ce processus d'extrusion, qui permet d'enrober les fils, est la gaine et la pression.
Ces types d'outillage ont leur utilité ; s'il y a un besoin d'adhérence entre le matériau et le fil, on opte pour l'outillage à pression. En revanche, si une telle adhésion n'est pas nécessaire, on opte pour l'outillage à gaine.
La différence entre l'outillage à pression et l'outillage à chemise est la position de la goupille. Si la goupille s'étend au ras de la matrice, il s'agit d'un outillage à chemise. Lorsque la goupille se trouve à l'intérieur de la traverse, il s'agit d'un outillage à pression.
Sélection des matériaux pour l'extrusion des matières plastiques
L'extrusion plastique peut être réalisée dans différents matériaux, et certains de ces thermoplastiques sont les suivants :
ABS : ABS est composé d'acrylonitrile et de styrène polymérisés ensemble, ce qui le rend résistant et imperméable. Il a un aspect brillant et fonctionne à différentes températures.
Acrylique : Il est utilisé dans diverses industries et possède des propriétés de transmission de la lumière, de clarté et de résistance.
PVC : Le PVC peut être utilisé pour différents types d'applications grâce à l'extrusion plastique. Il existe deux types de PVC : le PVC souple et le PVC rigide.
Le PVC souple présente une résistance élevée à l'usure et une résistance à la traction sans faille. Le PVC rigide est résistant aux chocs et offre même une stabilité aux UV. Il est utilisé dans les profilés en plastique pour les fenêtres, les portes et la réfrigération.
Polypropylène chargé de minéraux : Grâce à sa stabilité thermique, il peut être utilisé dans une large gamme de températures.
Polycarbonate : Il offre une résistance à l'abrasion, une résistance aux chocs, une rigidité et une colorabilité.
Styrène : Styrène est choisi pour l'extrusion de plastique car il offre résistance, rigidité et ténacité.
TPA : Il est utilisé pour fabriquer des joints d'étanchéité et des coupe-froid. Il offre un allongement, une excellente déformation rémanente à la compression et une stabilité à basse température.
Applications de l'extrusion plastique
Le processus d'extrusion des matières plastiques est utilisé dans un large éventail d'applications, dont voici quelques exemples :
Isolation des fils
Les plastiques offrent des propriétés d'isolation et sont également très flexibles. Par conséquent, lorsqu'il s'agit d'isoler des fils, le processus permet de créer un revêtement durable.
Tubes et tuyaux
L'extrusion plastique est utilisée pour fabriquer des tubes et des tuyaux. Ce procédé permet de fabriquer des tuyaux à partir de différents thermoplastiques.
Portes et fenêtres
L'extrusion de plastique permet de fabriquer des fenêtres et des portes. Celles-ci sont principalement fabriquées en PVC, qui offre une excellente résistance aux UV.
Ombres et stores
Une extrudeuse de plastique, qui utilise du polystyrène thermoplastique, est couramment utilisée pour fabriquer des stores.
Conseils pour la conception de produits destinés à l'extrusion plastique
Pour obtenir des produits adéquats et bien conçus grâce à l'extrusion plastique, voici quelques conseils à prendre en compte :
- Les dessins ont toujours une section transversale uniforme, ce qui permet d'optimiser le processus d'extrusion.
- Veillez à ce que l'épaisseur de la paroi soit uniforme afin d'éviter les déformations et les défauts de qualité.
- Pour libérer le produit extrudé des filières, les taraudeurs sont nécessaires pour que les angles de dépouille soient incorporés et que la libération de la filière soit plus facile.
- Il faut toujours tenir compte du retrait pendant le processus de refroidissement.
Extrusion plastique et moulage par injection
Extrusion plastique et moulage par injection sont tous deux des procédés qui travaillent avec des matières plastiques et fabriquent des composants en plastique. Toutefois, ces deux procédés diffèrent l'un de l'autre, et certaines de ces différences sont les suivantes :
- L'extrusion plastique est adaptée aux composants de forme 2D, tandis que le moulage par injection convient à la fabrication de produits 3D.
- L'extrusion plastique produit des composants dont la forme est identique à celle de la filière. Dans le cas du moulage par injection, la forme du composant est identique à celle du moule.
- L'extrusion plastique permet d'obtenir très facilement une section transversale cohérente. Toutefois, le moulage par injection permet d'obtenir ces sections à l'aide de matrices complexes.
- Les composants fabriqués par moulage par injection sont plus résistants que ceux fabriqués par extrusion de plastique.
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Conclusion
Le processus d'extrusion plastique utilise différents types de plastique et peut également être utilisé dans diverses industries. Ce guide a dû vous donner un aperçu clair du processus, des types et des applications de l'extrusion plastique.
FAQ
Quel est le coût de l'extrusion plastique ?
Le coût de l'extrusion plastique peut varier en fonction de la conception et du type de plastique choisi.
L'extrusion plastique peut-elle produire des feuilles ?
Oui, les feuilles peuvent être produites par le processus d'extrusion du plastique.
À quoi servent les extrudeuses ?
Les extrudeuses contribuent à la fabrication de produits continus et longs, tels que les tubes, les tuyaux et les revêtements de fils.
Quels sont les types d'extrudeuses plastiques ?
Les types d'extrudeuses de plastique sont les extrudeuses multiples, les extrudeuses à vis unique et les extrudeuses à bélier.
