Dépannage : Pourquoi votre extrudeuse présente-t-elle des à-coups ? (Débit instable) 

Votre extrudeuse produit-elle parfois des zones d'épaisseur inégale, comme si elle respirait ? Ces à-coups affectent l'aspect du produit (dimensions), et entraînent une augmentation des pertes de matière. L'instabilité dimensionnelle causée par ces à-coups peut compromettre l'ensemble de votre production.

Identifier les causes des surtensions représente déjà la moitié du travail. Une fois la cause première découverte, des mesures peuvent être mises en place pour éviter qu'elles ne se reproduisent.

Nous passons ici en revue les cinq raisons les plus courantes du fonctionnement irrégulier de votre extrudeuse et ce que vous pouvez faire pour y remédier.

Qu'est-ce que le phénomène de pompage d'une extrudeuse ? 

Les fluctuations périodiques du débit d'extrusion sont appelées à-coups d'extrusion, instabilité de la matière fondue ou instabilité de débit. Au lieu d'une extrusion régulière, on observe des pulsations rythmiques du matériau. Il est possible de constater des périodes de sur-extrusion, suivies de périodes soudaines de sous-extrusion.

Les symptômes comprennent : 

1. Variations du diamètre des profilés ou tubes extrudés
2. Fluctuations des relevés du manomètre de pression de fusion 
3. L'ampérage du moteur ou le couple de la vis changent fréquemment 
4. Défauts d'aspect (peau de requin, fracture par fusion, ondulation) 
5. Augmentations inattendues des taux de rebut 

Si vous observez l'un de ces signes lors de l'extrusion, ne paniquez pas : il y a toujours une cause.

1. Fluctuations de la teneur en matières premières ou en humidité 

Une densité inégale des matières premières, une mauvaise qualité des granulés ou des niveaux d'humidité incorrects peuvent provoquer une alimentation irrégulière, une accumulation de matière fondue et des à-coups.

Vérifier: 

1. La conformité des matières premières entrantes avec le certificat d'analyse du fournisseur
2. Le taux d'humidité de la résine avant transformation (nylon, ABS, PC) doit être conforme aux spécifications.
3. Taille et forme des granulés (broient-ils de manière irrégulière dans la trémie d'alimentation ?) Ou peut-être y a-t-il un pontage ?) 

Utiliser une résine de qualité provenant d'un fournisseur de confiance et la sécher comme prévu permettra d'éliminer un grand nombre de problèmes potentiels de surtension.

2. Usure de la vis et du cylindre 

Le vieillissement des vis et des cylindres peut provoquer des à-coups, notamment lors de l'utilisation de matériaux abrasifs à haute vitesse. Avec l'usure progressive du métal, le jeu entre les filets permet au métal en fusion de refluer, un phénomène appelé glissement des vis.

Vérifier: 

• Le jeu entre la vis et le cylindre indique l'usure de la vis.
• Déformation visuelle de la vis, piqûres de corrosion ou usure des éléments/lames de mélange
• Usure visible pouvant indiquer un défaut d'alignement du canon

Alors que des machines de qualité provenant de fabricants réputés comme Machine à cerfs sont conçues avec des matériaux trempés et rectifiés avec précision vis et canons, L'usure finit toujours par se produire. La mise en place d'un plan de mesure des vis et des cylindres permet de détecter les tendances d'usure avant qu'elles n'affectent votre processus.

3. Réglages de température 

Des températures de fusion trop élevées ou trop basses peuvent engendrer une instabilité lors de l'extrusion. Si les zones du cylindre sont trop froides, des bouchons de matériau non fondu peuvent s'accumuler et s'échapper par intermittence. À l'inverse, si la température est trop élevée, la résine se dégrade, ce qui provoque une fusion à faible viscosité et un glissement sur la vis.

Vérifier: 

1. Comparez votre température de traitement actuelle à la plage de températures recommandée par le fournisseur de résine.
2. Vos thermocouples sont-ils étalonnés ? Un thermocouple défectueux pourrait entraîner un écart de température de 20 à 30 °C dans votre zone sans déclencher d’alarme.
3. Les variations de température entre les zones peuvent vous aider à localiser les problèmes des résistances chauffantes ou du contrôleur.
4. Effectuez de petits ajustements progressifs (5 à 10 °C) et notez la stabilité de la sortie après chaque ajustement.

4. Alimentation relais ou irrégulière 

La plupart des problèmes de pompage commencent souvent au niveau de la colonne d'alimentation. Sans un débit constant de matière entrant dans la vis, tout ce qui se trouve en aval sera affecté.

Vérifier: 

• Les matériaux forment-ils des ponts ? Si l’on utilise des granulés à haute densité apparente ou de forme irrégulière, le matériau peut se tasser et former une voûte au-dessus de la trémie d’alimentation. Un vibreur ou un agitateur de trémie d’alimentation peut résoudre ce problème.
• Adhérence aux parois de la trémie pendant l'écoulement central (formation de trous de rat)
• La température du tube d'alimentation est trop élevée, et les granulés peuvent ramollir et fondre/obstruer la vis avant d'entrer dans celle-ci. Assurez-vous que l'eau de refroidissement du tube d'alimentation circule correctement ! 
• L'étalonnage de votre doseur — si vous utilisez un doseur gravimétrique/volumétrique, assurez-vous qu'il est étalonné au débit programmé correct et non par pulsations.

Notre extrudeuse Ces conceptions présentent une géométrie de gorge d'alimentation optimisée qui permet un flux de matériau constant dans la vis, minimisant ainsi le pontage sans nécessiter d'intervention de l'utilisateur.

5. Variations de la pression dans la matrice 

Bien que de nombreuses causes de surtension proviennent de la vis, des problèmes au niveau de la puce ou du bloc écran peuvent induire une instabilité.

Vérifier: 

1. Le bloc écran est-il obstrué ? Un bloc écran sale provoque une accumulation de pression suivie d'une libération soudaine, ce qui entraîne un fonctionnement pulsé. Changez régulièrement votre bloc écran. 
2. Longueur/géométrie de la zone d'usinage : une restriction due à la filière peut amplifier les pulsations de pression provenant de la vis.
3. Mesurez la pression de fusion avant et après le conditionnement ; une augmentation de la différence indique qu’il est temps de changer
4. Accumulation de peluches ou de matériaux dégradés sur les lèvres de la matrice/l'outillage

Procédure étape par étape pour le dépannage des surtensions 

Suivez cet ordre d'opérations lorsque vous ressentez pour la première fois une surtension :

1. Vérifier les bases —Le matériau est-il correctement séché ? La trémie est-elle pleine ? Le tamis est-il changé régulièrement ? 
2. Consultez vos données enregistrées — L'évolution de la pression de fusion, le régime de la vis et l'intensité du moteur peuvent fournir des indices.
3. Diviser pour mieux régner — La surtension est-elle rythmique ou non ? Une surtension régulière indique une usure des vis ou un problème de température. Une surtension aléatoire indique un problème d'alimentation. 
4. Changez une chose à la fois — Ajustez la température, la vitesse de la vis ou la contre-pression à l'aide d'une seule variable et notez les résultats.
5. Inspectez physiquement l'extrudeuse lorsque cela est possible. Le retrait de la vis peut révéler de nombreux problèmes cachés.

Maintenance préventive : Évitez les surtensions avant qu’elles ne surviennent 

De nombreux cas de surtension peuvent être évités en suivant simplement un programme de maintenance préventive :

• Tous les jours: Vérifier les températures, les pressions et l'intensité du moteur au démarrage.
• Hebdomadaire: Inspection physique de la trémie/gorge d'alimentation/tamis 
• Mensuel: étalonnage du thermocouple et vérification de la bande chauffante 
• Annuel: Vis et cylindre extraits pour mesure ; vérifier l’usure par rapport aux spécifications du fabricant.

Besoin d'aide pour mettre en place un plan de maintenance préventive ? Machine à cerfs nous vous expliquerons les meilleures pratiques et les calendriers à suivre pour assurer le bon fonctionnement de votre équipement.

Réflexions finales 

Quand est-il arrivé qu'une extrudeuse présente des à-coups sans raison apparente ? Remplacer le filtre ou ajuster la température peut sembler une maintenance réactive ; pourtant, ce sont souvent les solutions à votre problème. Prenez du recul et examinez chaque variable individuellement. Le plus souvent, les à-coups sont dus à l'une des cinq causes suivantes : l'alimentation, l'usure de la vis et du cylindre, la température, l'humidité du matériau et les restrictions de la filière.

Ne vous laissez pas perturber par les à-coups sporadiques. Suivez cette liste et optimisez vos paramètres de production. Si, malgré toutes nos tentatives, votre extrudeuse continue de présenter des à-coups, il est peut-être temps de contacter votre fournisseur. 

Machine à cerfs possède des années d'expérience dans le domaine de l'extrusion et travaillera avec vous pour résoudre les problèmes d'instabilité de votre extrudeuse. Qu'il s'agisse de vous recommander un vis personnalisée, en réparant les composants usés ou en révisant vos paramètres de processus.

FAQ

Q1 : Quelle est la raison la plus courante pour laquelle une extrudeuse se met à présenter des à-coups après avoir fonctionné correctement pendant des mois ?

Le problème vient probablement de votre vis et de votre cylindre. L'usure progressive au fil du temps entraîne un jeu dans les filets supérieur à environ 1% du diamètre de la vis, ce qui provoque un reflux de matière fondue et des à-coups. Un filtre partiellement obstrué est la deuxième cause la plus fréquente de ces à-coups soudains. En troisième position, on trouve la dérive du thermocouple ; si une zone présente un écart de température de 20 à 30 °C, aucune alarme ne sera déclenchée, mais cela entraînera assurément une fusion irrégulière.

Q2 : Est-ce qu’augmenter ou diminuer la vitesse de la vis peut résoudre mes problèmes de surtension ? Ou est-ce que cela va les aggraver ? 

Tout dépend de la cause. S'il s'agit d'un problème d'alimentation, réduire la vitesse de la vis de 5 à 10% peut contribuer à obtenir une pression de tête constante. Si le problème vient de l'usure de la vis et du cylindre, modifier la vitesse de la vis ne résoudra pas le problème de jeu excessif entre les filets. S'il s'agit d'un problème de température, augmenter la vitesse de la vis génère de la chaleur de cisaillement et pourrait aggraver le problème. Augmenter ou diminuer la vitesse de la vis peut vous aider à identifier la cause du problème.

Q3 : L’humidité provoque des surtensions. Quelle quantité d’humidité est excessive ? 

Oui ! L'humidité crée des poches de vapeur dans le tambour, provoquant des à-coups. Une infime quantité d'humidité suffit à causer des problèmes : PA 0,21 TP3T, ABS 0,11 TP3T, PC 0,021 TP3T et PET 0,0051 TP3T. Utilisez toujours un déshumidificateur et vérifiez le taux d'humidité avec un analyseur. Séchez également vos broyés séparément des matières vierges, car leur surface spécifique est plus importante et ils absorbent l'humidité plus rapidement.