Maîtriser l'Extrusion Plastique : Processus, Matériaux et Applications Clés

Avec le moulage par injection, l'extrusion plastique est l'un des procédés de fabrication les plus largement utilisés pour le formage des plastiques, et le plus largement utilisé pour les thermoplastiques. Elle est utilisée pour créer des objets avec un profil continu tels que tubes, tuyaux, et profils de porte.

L'extrusion thermoplastique sous sa forme actuelle existe depuis près d'un siècle, mais elle reste un outil puissant pour la production en grande série de pièces à profil continu. Les clients travaillent avec des entreprises d'extrusion plastique pour créer une extrusion plastique personnalisée pour une pièce, généralement en grands volumes mais parfois — comme avec 3ERP — pour la production en faible volume.

Cet article couvre les bases de l'extrusion plastique, y compris comment le processus fonctionne, quels types de thermoplastiques peuvent être extrudés, quels produits l'extrusion plastique est utilisée pour fabriquer, et une comparaison de l'extrusion plastique avec l'extrusion d'aluminium.

Le processus d'extrusion plastique

Pour comprendre le processus d'extrusion plastique, il est utile d'avoir une image de ce qu'est un extrudeur et comment il fonctionne. Typiquement, un extrudeur contient les parties suivantes :

• Une trémie, où la matière plastique brute est stockée
• Un gorge d'alimentation, où le plastique entre dans le canon depuis la trémie
• Un canon chauffé, contenant une vis entraînée par un moteur d'entraînement de vis qui force le matériau vers le tuyau d'alimentation
• Une plaque de rupture, équipée de tamis pour filtrer le matériau et maintenir la pression
• Un tuyau d'alimentation, où le matériau maintenant fondu sort du canon et est livré à la filière
• Une filière, qui façonne le matériau dans le profil d'extrusion désiré
• Un système de refroidissement séparé, qui aide l'extrusion à se solidifier uniformément

Le processus d'extrusion plastique commence par le remplissage de la trémie avec de la matière première solide sous forme de, par exemple, granulés ou flocons. Le matériau est alimenté par gravité à travers la gorge d'alimentation et dans le canon de l'extrudeur.

Une fois que le matériau entre dans le canon, il commence à être chauffé via trois ou plusieurs zones de chauffe. (Les zones de chauffe peuvent être plus froides près de la gorge d'alimentation et plus chaudes près de la filière, pour permettre une fusion graduelle.) Pendant qu'il est chauffé, le matériau est simultanément poussé vers l'extrémité filière du canon par une vis alternative, qui est entraînée par un moteur. La vis et la pression génèrent aussi de la chaleur, donc les zones de chauffe elles-mêmes n'ont pas besoin d'être aussi chaudes que la température d'extrusion requise.

Le plastique fondu sort du canon à travers un tamis renforcé par la plaque de rupture. Ce tamis élimine les contaminants du matériau et maintient une pression uniforme dans le canon. Le matériau passe à travers un tuyau d'alimentation dans la filière personnalisée, qui a été usinée avec une ouverture en forme du profil d'extrusion désiré pour créer une extrusion plastique personnalisée.

Quand forcé à travers la filière, le matériau assume la forme de l'ouverture de la filière, finissant le processus d'extrusion. Une fois complètement passé à travers la filière, le profil d'extrusion est refroidi dans un bain d'eau ou via un ensemble de rouleaux de refroidissement, le faisant se solidifier.

Plastiques d'extrusion

L'extrusion plastique fonctionne avec un certain nombre de thermoplastiques différents. Ces matériaux sont chauffés à une température assez haute pour fondre le matériau mais pas si haute pour causer une décomposition thermique. Cette température diffère d'un plastique d'extrusion à l'autre.

Les plastiques d'extrusion sont généralement alimentés dans l'extrudeur sous forme de granulés plastiques, similaires à ceux utilisés pour le moulage par injection. D'autres formes incluent poudres, flocons, et granulés.

Plastiques d'extrusion courants incluent :

• Polyéthylène (polythène) : Extrudé entre 400 °C (basse densité) et 600 °C (haute densité)
• Polystyrène : ~450 °C
• Nylon : Entre 450 °C et 520 °C
• Polypropylène : ~450 °C
• PVC : Entre 350 °C et 380 °C

Dans certains cas, le plastique d'extrusion désiré peut être un élastomère ou un thermodurcissable au lieu d'un thermoplastique.

Applications de l'extrusion plastique

Les entreprises d'extrusion plastique peuvent fabriquer une variété de pièces, tant que la pièce a un profil cohérent. Les profils d'extrusion plastique sont idéaux pour les tuyaux, profils de porte, pièces automobiles, et plus.

Tuyaux et canalisations

La tuyauterie et les canalisations en plastique, parfois faites en PVC ou les thermoplastiques susmentionnés, sont une application courante de l'extrusion plastique car elles ont un profil cylindrique simple. Les gouttières extérieures sont un exemple de tuyaux extrudés.

Isolation de fils

Beaucoup de thermoplastiques ont une excellente isolation électrique et stabilité thermique, les rendant adaptés pour l'isolation et le gainage de fils et câbles extrudés. Les entreprises d'extrusion plastique peuvent aussi utiliser des fluoropolymères pour ce but.

Profils de fenêtres et portes

Les cadres de portes et fenêtres en plastique sont hautement adaptés à l'extrusion grâce à leur profil continu et leur longueur. Le PVC est un matériau populaire pour cette application d'extrusion plastique et tous les profils d'extrusion plastique liés aux accessoires ménagers.

Stores

Les stores de fenêtre (stores vénitiens) consistant en de nombreuses lames identiques peuvent être extrudés en utilisant un thermoplastique. Le profil est généralement une courte longueur, parfois avec un côté arrondi. Le polystyrène est couramment utilisé pour les stores vénitiens imitation bois.

Bandes d'étanchéité (Weatherstripping)

Les entreprises d'extrusion plastique fabriquent souvent des produits d'étanchéité — exclueurs de courant d'air, par exemple, dont les profils d'extrusion plastique sont conçus pour s'adapter étroitement aux cadres de portes et fenêtres. Les caoutchoucs sont des matériaux d'étanchéité courants.

Essuie-glaces et raclettes

L'essuie-glace d'une automobile est généralement extrudé. Le plastique d'extrusion peut être un matériau caoutchouc synthétique comme l'éthylène-propylène-diène-méthylène, ou l'entreprise d'extrusion plastique peut réaliser une co-extrusion d'un caoutchouc synthétique avec un caoutchouc naturel. Les lames de raclette manuelles fonctionnent de façon similaire aux essuie-glaces.

Extrusion plastique vs extrusion aluminium

En plus des thermoplastiques, il est possible d'extruder des pièces en aluminium avec un profil continu.

Les avantages de l'utilisation de l'aluminium pour les pièces extrudées incluent la légèreté, la conductivité, et la recyclabilité, et les applications courantes d'extrusion d'aluminium incluent barres, tubes, fils, tuyaux, clôtures, rails, cadres, et dissipateurs thermiques.

Contrairement à l'extrusion plastique, l'extrusion d'aluminium peut être soit à chaud soit à froid : l'extrusion à chaud a lieu à une température entre 350 °C et 500 °C, et l'extrusion à froid a lieu à température ambiante. En savoir plus sur l'extrusion d'aluminium.

3ERP est l'un d'un groupe select d'entreprises offrant de l'extrusion plastique personnalisée en faible volume. La plupart des entreprises d'extrusion plastique n'acceptent pas les petites commandes, mais 3ERP et notre réseau de partenaires peuvent accommoder vos besoins de prototypage et production en courte série. Contactez-nous pour un devis gratuit.