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Principe de fonctionnement de l'extrudeuse à double vis

La structure d’une extrudeuse bivis est assez similaire à celle d’une extrudeuse monovis, mais leurs principes de fonctionnement sont sensiblement différents. Dans une extrudeuse monovis, le transport du matériau repose sur la friction et la traînée visqueuse du matériau, ce qui entraîne une large répartition du temps de séjour.

En revanche, le transport de matériaux dans un extrudeuse à double vis Depend de transport volumétrique des vis, conduisant à une distribution étroite des temps de séjour. Les matières premières destinées à l'extrudeuse à double vis sont introduites via l'orifice d'alimentation par un doseur. Certains additifs (tels que les fibres de verre) doivent être ajoutés par l'orifice d'alimentation central du baril et sont transportés vers la tête de filière par les vis.

Dans ce processus, le mouvement du matériau varie en fonction de la méthode d'engagement de la vis et du sens de rotation. Cet article présentera les différences spécifiques dans leurs principes de fonctionnement dans cette perspective.

Comment fonctionne une extrudeuse à double vis ?

Nous prendrons d’abord l’application de extrudeuses à double vis dans le domaine des matières plastiques à titre d'exemple pour décrire brièvement le principe de fonctionnement des extrudeuses bi-vis. Ensuite, nous présenterons spécifiquement leurs différences du point de vue des « différentes méthodes de maillage de vis et des différents sens de rotation ».

extrudeuse à double vis

Voici comment cela fonctionne:

1. Après avoir démarré l'extrudeuse à double vis, des granulés de plastique ou de la poudre sont d'abord introduits dans les rainures de vis à travers le Système d'alimentation. Le système d'alimentation se compose généralement d'un orifice d'alimentation, d'un alimentateur, d'une trémie et d'une vis d'alimentation. La matière première plastique est livrée uniformément à la vis d'alimentation par la vibration de la trémie ou la rotation du chargeur.

alimentation matérielle

2. Une fois que la matière première plastique entre dans le rainures de vis, les doubles vis commencent à tourner. En contrôlant le pas et la profondeur des rainures de vis, la matière première plastique avance de l'extrémité avant vers l'extrémité arrière. Au cours de cet avancement, le plastique la matière première est comprimée par la partie extérieure du canon et les rainures de vis, générant une force de cisaillement et un frottement. Cela entraîne une friction et un échauffement à grande vitesse de la matière première plastique. Le système de chauffage fournit une énergie thermique supplémentaire, fondant progressivement la matière première plastique en une substance thermoplastique fondue.

processus de rotation de la vis

3. Processus d'extrusion: Lorsque le plastique fondu atteint un certain niveau, il entre dans la section d'extrusion du baril. Cette section se compose généralement de rainures de vis élargies et d'une filière d'extrusion. Dans la section d'extrusion, le pas des rainures des vis diminue progressivement, créant une pression de plus en plus élevée, ce qui améliore encore la fusion du plastique. La filière d'extrusion, à travers des structures et des canaux spécifiques, façonne le plastique fondu selon la section transversale et la longueur souhaitées. La sortie d'extrusion est généralement équipée d'un système de refroidissement, qui refroidit et solidifie rapidement le plastique fondu.

processus d'extrusion

Lors du fonctionnement d'une extrudeuse à double vis, le Système de contrôle joue un rôle crucial. Grâce au système de contrôle, des paramètres tels que l'alimentation, la vitesse de la vis, la température et la pression peuvent être surveillés et ajustés en temps réel pour garantir la stabilité et la contrôlabilité du processus d'extrusion. Le système de contrôle peut également ajuster la vitesse, la température et la forme de la vis en fonction des exigences du produit pour obtenir les résultats d'extrusion souhaités.

Les différences de principes de fonctionnement entre les différentes extrudeuses à double vis

Les extrudeuses à double vis engrenées peuvent former des cavités fermées ou semi-fermées, permettant conditions de transport à déplacement positif. L'étendue du transport à déplacement positif est influencée par le degré de fermeture.

Que sont les conditions de transfert positif ?

Les « conditions de transport à déplacement positif » font référence à un mode de transport de matériau dans lequel les doubles vis d'une extrudeuse poussent ou déplacent le matériau vers l'avant à travers le baril. Cette méthode garantit qu'un volume spécifique de matériau est déplacé vers l'avant à chaque rotation des vis, quelle que soit la viscosité du matériau ou d'autres caractéristiques d'écoulement. Cela contraste avec les méthodes où le mouvement des matériaux repose sur des facteurs tels que la friction ou la gravité, comme dans certaines extrudeuses monovis.

Extrudeuse à double vis co-rotative à engrènement

  • Le matériau peut s'écouler de la rainure de vis d'une vis à travers l'espace dans la zone d'engrenage dans la rainure de vis de l'autre vis, formant ainsi un mouvement rotatif. forme en « 8 » inversé avancer.
  • Les vis tournent à des vitesses opposées au point d'engrenage, créant un cisaillement important sur le matériau et raclant toute accumulation de matériau à l'intérieur des rainures, offrant ainsi de bons effets de mélange et d'auto-nettoyage.
  • L'action de cisaillement sur le matériau au point d'engrenage des vis renouvelle continuellement la couche superficielle du matériau, ce qui se traduit par d'excellentes performances de ventilation et de dégazage.
  • Les deux vis engrenées exercent un effet de transport forcé sur le matériau, permettant au matériau à l'intérieur des rainures d'être transporté vers l'avant sans remplir complètement les rainures. Cette configuration peut équilibrer la pression dans les zones d'engrenage supérieure et inférieure des vis, assurant une répartition uniforme de la charge sur les roulements de vis et le canon, permettant ainsi un fonctionnement à des vitesses élevées.

Par employant divers éléments structurels de mélange et de cisaillement, la capacité de mélange des vis peut être améliorée, ce qui les rend largement utilisées dans les processus de composition de matériaux et d'extrusion réactive.

divers éléments structurels de mélange et de cisaillement

Extrudeuse à double vis contrarotative à engrènement

  • Les deux vis tournent dans des directions différentes et le trajet en spirale du matériau dans une vis est bloqué par l'autre vis, de sorte qu'un mouvement en forme de « 8 » ne peut pas être formé.
  • Au point d'engrènement, les filetages d'une vis sont insérés dans les rainures de vis d'une autre vis, de sorte que les rainures de vis continues soient divisées en chambres en forme de C isolées les unes des autres.
  • Chaque fois que la vis tourne d'un cercle, la chambre en forme de C avance d'une certaine distance, il n'y a donc pas de canal continu pour le matériau depuis l'orifice d'alimentation du baril jusqu'à la tête de la machine.

Le matériau entrant dans l'espace d'engrènement génère une force de séparation sur la vis tout en étant pressé, provoquant la flexion de la vis et l'usure du canon, ce que l'on appelle le « effet de calandrage« . L'effet de calandrage provoque une force inégale sur la paroi du canon et les roulements, ce qui peut facilement provoquer une usure locale par pression, de sorte qu'il ne peut fonctionner qu'à une vitesse inférieure. L'effet de cisaillement du mélange est faible, avec des caractéristiques de transport positives, et est principalement adapté à l'extrusion de profilés.

Extrudeuse à double vis sans engrènement

L'entraxe entre les deux vis est supérieur à la somme de leurs rayon. La valeur pratique réside dans les extrudeuses à double vis contrarotatives sans engrènement. Ces extrudeuses ne peuvent pas former de cavités fermées ou semi-fermées et manquent de conditions de transport volumétrique. Le transport de matière est similaire à celui d’une extrudeuse monovis, la principale différence étant l’échange de matière d’une vis à l’autre.

La capacité de transport vers l'avant est inférieure à celle d'une extrudeuse monovis, tandis que les performances de mélange inverse sont supérieures à celles d'une extrudeuse monovis. Il est principalement utilisé pour composer et plastifier des polymères.

Extrudeuse à double vis sans engrènement

Extrudeuse conique à double vis contrarotative à engrènement

  • La section transversale de la vis à l'extrémité de la section de dosage est réduite, ce qui entraîne une pression axiale plus faible pour la même pression de tête de filière, réduisant ainsi la charge sur les paliers de butée.
  • Les axes des deux vis sont séparés à l'extrémité arrière, permettant l'installation de roulements porteurs plus grands, capables de supporter un couple plus élevé et d'avoir une durée de vie plus longue.
  • Le diamètre de la vis dans la section d'alimentation est grand, offrant une grande surface de chauffage bénéfique pour la plastification. Dans la section de dosage, le diamètre de la vis est petit, ce qui entraîne une surface de chauffage plus petite, ce qui est avantageux pour réaliser une extrusion à basse température.
Extrudeuse conique à double vis contrarotative à engrènement
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