Les progrès de l'extrusion plastique permettent la fabrication de longues longueurs pour diverses utilisations

Des pailles à boire quotidiennes aux composants automobiles complexes, d'innombrables produits en plastique reposent sur une technologie de fabrication clé : le moulage par extrusion de plastique. Depuis sa création en 1935, ce procédé a joué un rôle essentiel dans la fabrication en raison de ses avantages uniques pour la production de produits en plastique longs et à volume élevé. Cet article explore les principes, la sélection des matériaux, les avantages et les inconvénients, ainsi que les considérations de conception du moulage par extrusion de plastique, fournissant une référence complète pour les décideurs et les ingénieurs.

Le moulage par extrusion de plastique est un procédé où le plastique fondu est continuellement poussé à travers une filière pour créer des produits avec des formes en coupe transversale spécifiques. Comparée à d'autres méthodes de moulage du plastique, l'extrusion est particulièrement adaptée à la fabrication de produits longs ou de grande surface tels que des tuyaux, des profilés et des feuilles. Ses applications sont vastes, touchant presque tous les aspects de la vie moderne :

• Infrastructure : Utilisé pour les conduites d'alimentation en eau, les gazoducs, les systèmes de drainage, etc.
• Construction : Produit des profilés de fenêtres et de portes, des garnitures décoratives, des joints et l'isolation des fils/câbles.
• Emballage : Crée des films d'emballage alimentaire, des bouteilles de boissons et des contenants.
• Agriculture : Fabrique des tuyaux d'irrigation et des films agricoles.
• Biens de consommation : Produit des pailles, des ustensiles, des jouets et d'autres articles de tous les jours.

Le système d'extrusion se compose principalement d'une extrudeuse, d'une filière et d'équipements auxiliaires. L'extrudeuse fait fondre et transporte la matière plastique vers la filière, qui façonne le produit final. L'équipement auxiliaire comprend des systèmes de refroidissement, des unités de tirage et des coupeurs pour contrôler la vitesse de refroidissement, la précision dimensionnelle et la longueur de coupe.

En termes de coûts, l'extrusion de plastique dépend du choix des matériaux et de la complexité de l'équipement. Les coûts des matériaux s'élèvent en moyenne à environ 1 000 $ par produit, tandis que l'équipement d'extrusion coûte entre 7 000 $ et 90 000 $ selon l'échelle de production et la complexité des pièces.

La sélection des matériaux plastiques a un impact direct sur les performances et les applications des produits extrudés. Les considérations clés incluent :

• Environnement : Le produit sera-t-il exposé à l'extérieur, aux rayons UV ou à des températures extrêmes ?
• Exposition chimique : Entrera-t-il en contact avec des acides, des alcalis ou d'autres substances corrosives ?
• Exigences mécaniques : Doit-il résister à un impact élevé ou à une contrainte de traction ?
• Exigences esthétiques : Des couleurs ou des finitions spécifiques sont-elles nécessaires ?

Matériaux d'extrusion courants et leurs propriétés :

Un plastique polyvalent avec une excellente résistance chimique, flexibilité et durabilité à faible coût. Utilisé pour les tuyaux et les emballages. Le PE basse densité (LDPE) offre une flexibilité supérieure pour les films, tandis que le PE haute densité (HDPE) offre une plus grande résistance pour les contenants et les tuyaux.

Un thermoplastique dérivé des combustibles fossiles avec un point de fusion élevé, une bonne résistance et une résistance aux chocs. Utilisé pour les pièces automobiles, les textiles et les emballages. Disponible en plusieurs couleurs.

Rentable et durable. Le PVC rigide résiste aux radiations et aux chocs pour les fenêtres/tuyaux, tandis que le PVC souple offre une résistance à la traction pour l'isolation des fils et l'étanchéité.

Un plastique rigide pour l'emballage et l'isolation, facilement formé en formes complexes.

Populaire pour l'impression 3D et l'extrusion, apprécié pour son attrait esthétique dans les boîtiers et les pièces décoratives.

Excellentes propriétés mécaniques, notamment la résistance à la chaleur/aux produits chimiques. Utilisé dans les composants automobiles et les textiles, avec une bonne résistance à l'usure pour les roulements et les engrenages.

Haute rigidité, résistance à la chaleur et durabilité à un coût plus élevé. Utilisé pour les pièces automobiles et les boîtiers électroniques, avec une transparence idéale pour les équipements de sécurité.

Commun dans les contenants de nourriture/boissons, les applications d'ingénierie et les fibres. Offre résistance, clarté et recyclabilité.

• Rentable : Généralement moins cher que les autres méthodes de moulage du plastique.
• Production continue : Permet un rendement élevé avec des risques d'inventaire plus faibles.
• Ajustabilité : Les produits peuvent être modifiés avant le refroidissement/durcissement.
• Variété de formes : Différentes filières/extrudeuses créent diverses formes et tailles.
• Flexibilité des matériaux : La plupart des thermoplastiques sont compatibles avec l'extrusion.

• Expansion : Le refroidissement peut entraîner des écarts dimensionnels.
• Limitations des matériaux : Tous les plastiques ne conviennent pas à l'extrusion ; certains produits ne peuvent pas être fabriqués de cette façon.
• Coûts d'équipement élevés : Les extrudeuses et les filières représentent un investissement important.
• Défis de recyclage : Les extrudeuses ne peuvent souvent pas traiter les plastiques recyclés en raison des exigences de filtration des impuretés.

Pour éviter les problèmes de moulage par extrusion de plastique, tenez compte de ces directives de conception :

• Maintenir une épaisseur de paroi uniforme : Des parois incohérentes provoquent un refroidissement inégal, entraînant une déformation. Épaisseur minimale recommandée : 0,025 pouce.

Bien que l'extrusion ne corresponde peut-être pas à la précision du moulage par injection, de la coulée sous pression ou de l'impression 3D, les équipements modernes ont considérablement amélioré le contrôle dimensionnel. Grâce à une sélection appropriée des matériaux, à la conception des filières et à la gestion des processus, les fabricants peuvent tirer parti des points forts de l'extrusion pour produire des produits en plastique de haute qualité et rentables.