Présentation
En anglaisAuteur(s)
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Bruno VERGNES : Ingénieur ENSTA - Docteur ès sciences - Maître de recherche à l’École des Mines de Paris
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Marc CHAPET : Ingénieur ECAMSociété Clextral
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le procédé d’extrusion consiste à fabriquer en continu des produits finis ou des semi-produits, ou à transformer des matériaux, au sein d’un système vis/fourreau. On parle d’extrusion monovis lorsqu’il existe une vis unique, tournant au sein d’un fourreau cylindrique (cf. article [18] des Techniques de l’Ingénieur) et d’extrusion bivis lorsque l’on a affaire à deux vis, généralement parallèles, tournant à l’intérieur d’un fourreau dont la section a la forme d’un huit. Sous le vocabulaire très général d’extrusion bivis, on trouve toutefois des machines de conceptions très différentes et d’applications variées et spécifiques. Alors que les machines contrarotatives, issues des mélangeurs internes pour l’industrie du caoutchouc ou le pétrissage de la pâte, sont apparues vers les années 1880, les extrudeuses corotatives sont nées vers 1935 en Italie. Depuis cette date, cette technologie n’a cessé de se développer et connaît actuellement une progression sans précédent. Dans l’article qui suit, après avoir présenté les différents types d’extrudeuses bivis, nous décrirons en détail les caractéristiques techniques et le mode de fonctionnement des deux grandes familles de machines, les extrudeuses corotatives et les extrudeuses contrarotatives.
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Plastiques et composites
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3. Fonctionnement des extrudeuses corotatives
Pour être à même d’utiliser au mieux les différentes fonctionnalités d’une extrudeuse corotative, il est indispensable de bien comprendre quels sont les mécanismes d’écoulement de la matière au sein de ce système. Cette compréhension débouche naturellement sur la notion de modèles théoriques, qui vont permettre, comme on va le voir dans ce paragraphe, de mieux interpréter les conditions de transformation au sein de la machine et de prédire des conditions de fonctionnement, c’est-à-dire, à terme, d’aller vers l’optimisation et la solution des problèmes d’extrapolation.
3.1 Mécanismes d’écoulement et modélisation
3.1.1 Zone de convoyage solide
Nous avons vu qu’en extrusion bivis la rotation des deux vis interpénétrées constitue une sorte de pompe volumétrique qui va être capable de pousser le solide vers l’aval, quelles que soient les conditions de frottement sur les parois. Cela explique qu’il soit possible de « sous-alimenter » la vis en utilisant par exemple un système de doseur volumétrique ou pondéral, permettant de fixer un débit d’alimentation donné. La matière solide contenue dans la vis reste dans la zone d’interpénétration ou tombe par gravité dans la partie basse du chenal, où elle est poussée par les filets arrière, et se déplace dans la direction axiale avec une vitesse égale à la vitesse d’avancée des filets de vis, soit :
avec :
- v (m/s) :
- vitesse de déplacement
- B (m) :
- pas de la vis
- N (tr/min) :
- vitesse de rotation.
Pour la zone de transport solide, il est important d’estimer le débit maximal d’avalement (ou d’alimentation) de la machine dans des conditions données. En effet, nous avons vu que le débit et la vitesse...
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Fonctionnement des extrudeuses corotatives
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RAUWENDAAL (C.) - Comparison of twin screw extruders. - JSW Technical Review, no 16, p. 1-10 (1994).
-
(2) - BOOY (M.L.) - Geometry of fully wiped twin screw equipments. - Polym. Eng. Sci., no 18, p. 973-984 (1978).
-
(3) - AGASSANT (J.-F.), AVENAS (P.), SERGENT (J.Ph.), VERGNES (B.), VINCENT (M.) - La mise en forme des matières plastiques. - Lavoisiers Tec. et Doc., Paris (1996).
-
(4) - WHITE (J.L.) - Twin Screw Extrusion, Technology and Principles. - Hanser Munich (1990).
-
(5) - RAUWENDAAL (C.) - Polymer Extrusion. - Hanser Munich (1986).
-
(6) - WERNER (H.) - Das Betriebsverhalten der Zweiwelligen Knetscheiben Schneckenpresse von Type ZSK bei der Verarbeitung von hochviskosen Flüssigkeiten. - Dr Ing. Dissertation, Université de Munich (1976).
- ...
ANNEXES
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1 Outils
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2 À lire également dans nos bases
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3 Annuaire
- 3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive) 3.1.1 Extrudeuses corotatives
- 3.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 3.3 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
- 3.4 Laboratoires – Bureau d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
3.1.2 Extrudeuses contrarotatives interpénétrées
3.1.3 Extrudeuses contrarotatives non interpénétrées
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2 À lire également dans nos bases
VERGNES (B.) - PUISSANT (S.) - Extrusion – Extrusion monovis (partie 1). - [AM 3 650] Traité Plastiques et Composites (2002).
VERGNES (B.) - PUISSANT (S.) - Extrusion – Extrusion monovis (partie 2). - [AM 3 651] Traité Plastiques et Composites (2003).
ROUSTEL (S.) - Cuisson-extrusion des aliments. - [F 3 120] Traité Agroalimentaire (2000).
BERZIN (F.) - HU (G.-H.) - Procédés d'extrusion réactive. - [AM 3 654] Traité Plastiques et Composites (2004).
KOOPMANS (R.) - Défauts d'extrusion. - [AM 3 657] Traité Plastiques et Composites (2002).
NIVON (M.) - SANLIAS (G.) - Sécurité...
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