Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Parmi les techniques d’extrusion, l’extrusion bivis contrarotatives est peut-être la moins connue et la moins répandue au niveau industriel, bien qu’elle soit inévitable dans certains domaines d’application, comme celui des profilés PVC. Le but de cet article est donc de présenter les différentes configurations rencontrées en pratique, de décrire leurs géométries, d’expliciter leur mode de fonctionnement et leurs principales applications, et enfin d’aborder les approches de modélisation qui ont été développées pour comprendre et optimiser ces procédés.
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Among the various extrusion techniques, counter-rotating twin-screw extrusion is probably the least known and least widely used at the industrial level, although it is unavoidable in some application areas, such as the production of PVC profiles. The purpose of this article is to present the various configurations encountered in practice, to describe their geometries, to explain their mode of operation and their main applications, and finally to describe the modeling approaches that have been developed to understand and optimize these processes.
Auteur(s)
-
Bruno VERGNES : Docteur es Sciences - Conseiller scientifique - CEMEF, MINES ParisTech, PSL Research University, Sophia Antipolis, France
INTRODUCTION
L’extrusion, par la quantité de matières concernée, reste le premier procédé de transformation et de mise en forme des polymères. En fait, sous ce vocable très général, se retrouvent des applications et des procédés très différents. Les deux applications majeures sont la fabrication en continu de produits finis ou semi-finis de section constante (tubes, films, plaques, profilés, etc.) et la réalisation de matériaux complexes par mélange et compoundage (mélanges de polymères, composites et nanocomposites, etc.). Les deux principaux procédés d’extrusion diffèrent essentiellement par le nombre de vis : une vis unique pour l’extrusion monovis, deux vis pour l’extrusion bivis. L’extrusion monovis est majoritairement utilisée pour le premier type d’application. Dans le cas de l’extrusion bivis, on distingue encore deux catégories, en fonction du sens de rotation des vis. Les bivis corotatives sont les plus répandues et sont des outils privilégiés pour le compoundage. Les bivis contrarotatives sont moins courantes, mais présentent une plus grande variété de configurations géométriques, qui fait qu’on les retrouve aussi bien en production de tubes ou de profilés (principalement en PVC rigide) qu’en outil de mélange ou en extrusion réactive. Dans cet article, nous allons d’abord présenter en détail les différentes configurations rencontrées. Nous expliciterons ensuite leurs modes de fonctionnement (remplissage total ou partiel, mécanisme de fusion, mode de convoyage, etc.), avant d’introduire quelques aspects de la modélisation des écoulements dans ces différents systèmes.
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
extrusion | polymers | plastics processing | twin-screw
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Conclusion
Bien que moins répandue que l’extrusion bivis corotative, l’extrusion bivis contrarotative reste un procédé important de transformation des polymères. Elle se caractérise par la variété de configurations géométriques (vis interpénétrées ou non, à filets larges ou étroits, ajustées ou décalées, cylindriques ou coniques) et donc de conditions de fonctionnement, qui peuvent s’adapter à différentes applications. Si les vis interpénétrées à chambre en C sont très utilisées pour l’extrusion du PVC rigide (fabrication de tubes et de profilés), les autres géométries peuvent se rencontrer dans d’autres domaines, principalement en extrusion réactive. Même si les études consacrées à ce procédé ont été plus restreintes que celles dédiées aux extrudeuses corotatives, il existe aujourd’hui une bonne compréhension des conditions d’écoulement dans les différentes configurations. Des modèles locaux et globaux ont été développés, mais, à notre connaissance, ils n’ont pas encore diffusé à l’extérieur des laboratoires où ils ont été élaborés.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - JANSSEN (L.P.B.M. ) - Twin Screw Extrusion. - Elsevier, Amsterdam (1978).
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(2) - MARTELLI (F.) - Twin Screw Extruders, a Basic Understanding. - Van Nostrand Reinhold, New York (1983).
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(3) - WHITE (J.L.) - Twin Screw Extrusion, Technology and Principles. - Hanser, Munich (1990).
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(4) - SAKAI (T.) - * - . – Gose Jushi, n° 29, p. 7 (1978).
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(5) - BANG (D.S.), HONG (M.Y.), WHITE (J.L.) - * - . – Polym. Eng. Sci., 38, p. 485 (1998).
-
(6) - LAFLEUR (P.G.), VERGNES (B.) - Extrusion des Polymères. - Hermès, Paris (2014).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Principaux fabricants
Bandera, Busto Arsizio, Italie
Battenfeld, Cincinnati, États-Unis
https://www.battenfeld-cincinnati.com
Bausano, Turin, Italie
Farrell Pomini
https://www.farrel-pomini.com/
Krauss-Maffei, Munich, Allemagne
Milacron, Cincinnati (Ohio), États-Unis
Reifenhäuser, Troisdorf, Allemagne
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