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RÉSUMÉ
L'importance du marché des profilés plastiques est avérée. Les extrudeuses plastifient d'abord la matière, qui passe ensuite dans une filière afin d'obtenir la forme désirée. Celle-ci est refroidie et calibrée par les conformateurs, puis mesurée pour permettre un contrôle du procédé grâce à des outils statistiques. Les indices et graphes de contrôle issus de la maîtrise statistique des procédés dont les calculs et constructions sont décrits et appliqués sur tableur à un cas réel. Enfin, le tirage et la découpe à longueur ont lieu. Les défauts les plus courants sont présentés avec leurs possibles causes et remèdes.
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Stéphan Puissant : Ingénieur d'essai - BCIAG, Klosterzelgstrasse, Suisse - Intervenant au GIP InSIC
INTRODUCTION
En Europe, le marché global des profilés est en pleine expansion. Selon une étude de marché AMI, en 2009, le PVC est le polymère majoritairement utilisé avec plus de 90 %. Ce marché des profilés est dominé par la production en Allemagne (47 % de la production en Europe) et est tiré par l'augmentation continue des besoins en isolation dans le bâtiment. Selon cette même étude, les profilés pour les ouvertures de bâtiments représente en effet à peu près 65 % du marché total des profilés thermoplastiques. Selon une étude IC Market Forecast Windows, le marché des profilés de fenêtre, après une baisse de volume (en nombre de fenêtres installées) due à la crise entre 2007 et 2010, devrait connaître une augmentation de 1,5 % par an entre 2011 et 2014. Le segment des profilés de fenêtre en PVC représente à peu près 40 % du marché global des profilés de fenêtre (toutes matières confondues, c'est-à-dire bois, aluminium…), cette dernière proportion étant en augmentation régulière. On s'attend ainsi à un développement significatif de ce marché dans les années qui viennent. L'importance des profilés nécessite une connaissance plus approfondie des étapes techniques de fabrication. Leur ligne de production est techniquement très proche des lignes d'extrusion de tubes, mais la prépondérance de la transformation du PVC implique l'utilisation d'extrudeuse bivis contrarotatives interpénétrées et les formes compliquées demandées nécessitent des filières, ainsi que des calibreurs adaptés. Cet article, après un rappel de l'importance du marché et une description des différents profilés, propose de passer en revue les différentes étapes de production des profilés et d'introduire les outils de maîtrise statistique des procédés (MSP) qui sont nécessaires à l'analyse du procédé et à la garantie des qualités dimensionnelles exigées. Enfin, les principaux défauts observés, ainsi que leurs possibles causes et remèdes, sont décrits.
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5. Divers problèmes rencontrés et contrôle
Lors de l'apparition de problèmes en production, il faut dans un premier temps en identifier la cause. En effet, certains problèmes ont pour origine le groupe d'extrusion (extrudeuse et filière), d'autres la calibration. Si les défauts apparaissent en sortie de filière, le groupe d'extrusion est en cause.
5.1 Défauts dus au groupe d'extrusion
En général, les défauts dus au groupe d'extrusion sont identifiés en sortie de filière. On peut citer :
-
le débit irrégulier en sortie de filière, l'extrudeuse ne fournit pas un débit régulier ;
-
l'affaissement de l'extrudat dû aux températures de masse trop importantes ;
-
ou, au contraire, un extrudat trop rigide (passant difficilement dans la calibration), éventuellement dû à la présence de matière non fondue ;
-
la présence de cavités ou bulles, dues à l'humidité de la matière première, ou à des températures trop élevées ;
-
la présence de points noirs (matière dégradée), dues soit à des stagnations dans l'écoulement, soit à des températures trop élevées ;
-
la ligne de soudure (rencontre entre deux lignes de flux dans la filière) apparente, due à une température de masse trop faible.
5.2 Défauts dus à la ligne
On peut nommer quelques défauts courants :
-
rupture de l'extrudat à l'entrée du bac de calibration, due à une vitesse de tirage inadaptée ;
-
variations cycliques de dimensions à l'entrée du bac, due à une vitesse de ligne non régulière ;
-
répartition inégale des épaisseurs, due à un mauvais positionnement du mandrin de la filière ;
-
profilé tordu, par suite de refroidissement irrégulier, ou de différentiel de vitesse en sortie de filière ;
-
surface rugueuse, au contact des calibreurs.
Dans le tableau 11 sont présentés quelques défauts courants et les remèdes possibles.
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BIBLIOGRAPHIE
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(5) - BERGHAUS (U.), PREDÖHL (W.), PÖHLER (F.), REITEMEYER (P.) - Extrusion of Pipes, Profiles and Cables, - pp. 43-99, Plastics Extrusion Technology, Edited by F. HENSEN, Carl HANSER Verlag, Münich, Vienna, New York 1997.
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Polyflow (3D)
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Bubendorff http://www.bubendorff.fr/
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