Extrusions de plastique : un guide complet

Les plastiques sont connus pour leur flexibilité, leur résistance et leur capacité à créer le produit final en plastique. Il existe plusieurs techniques de production, et parmi toutes les méthodes, l'extrusion est très privilégiée pour la production à grande échelle et en grand volume de pièces, notamment celles sous forme de profilés tels que des tuyaux et des tubes. L’extrusion du plastique est présente dans les pratiques industrielles depuis plus de cent ans. Il a beaucoup évolué et constitue aujourd’hui l’un des procédés les plus appréciés dans la production de plastiques en raison de facteurs tels que la simplicité, le gain de temps et la précision. 

Ce guide s'intéresse au processus d'extrusion du plastique, aux avantages et aux inconvénients du processus, ainsi qu'aux catégories et industries qui appliquent cette méthode.

Un aperçu du processus d'extrusion de plastique

L'extrusion est une méthode de production élevée permettant de produire des pièces longues avec des profils de section uniformes. Cette méthode consiste à chauffer des matériaux thermoplastiques jusqu'à leur point de fusion, puis à utiliser une pression pour forcer le plastique à travers une matrice. La combinaison d'une vis rotative à l'intérieur d'un barillet produit la pression. Lorsque le plastique fond, il est pressé à travers la matrice et ressort sous la forme d'une seule pièce sous la forme d'une matrice, appelée extrudat. L'extrudat est ensuite refroidi et solidifié à travers des rouleaux de refroidissement ou des bains-marie. 

L'extrusion de plastique offre une polyvalence et peut créer des tubes, des tuyaux, des feuilles, des profilés, des films et des formes personnalisées. L'équipement appliqué à l'extrusion du plastique comprend plusieurs pièces importantes qui permettent la fabrication de pièces en plastique à grande échelle. Certains composants sont un tuyau/adaptateur d'alimentation, une gorge d'alimentation, une trémie, une plaque de rupture, une filière, un baril et un système de refroidissement. Tous ces éléments sont cruciaux pour faire fondre la matière plastique, lui donner la forme souhaitée, puis la refroidir jusqu'à l'état requis.

Comment fonctionne l'extrusion de plastique : étapes impliquées  

Voici les étapes critiques impliquées dans le processus d’extrusion du plastique.

Préparation des matières premières 

Le premier processus consiste à préparer la matière première, à savoir les billes ou granulés de plastique utilisés dans le processus d'extrusion. Ces agents colorants sont mélangés et ajoutés aux polymères vierges avant le processus d'extrusion pour obtenir une couleur complète de l'article. 

Lancement du processus d'extrusion 

Lors du processus d'extrusion, les matières plastiques mélangées sont obligées de pénétrer dans une ouverture de la cavité de l'extrudeuse. Un système de vis est adopté pour le mouvement du matériau à travers la cavité et ne confère pas de choc aux matières plastiques. 

Fusion à haute température 

Comme mentionné précédemment, à l’intérieur de la cavité, la température est de 400°F (200°C) et plus. Cette température élevée fait fondre le plastique, ce qui le fait passer de l’état solide à l’état liquide. 

Filtration des contaminants 

Étant donné que le plastique extrudé final ne peut contenir aucune impureté, le plastique fondu est tamisé où toutes les impuretés sont tamisées et purifiées. 

Façonner le profil 

Le plastique fondu est ensuite purifié et passé dans une filière, indispensable au façonnage ou au profilage du plastique. Il explique également les différents types de plastique extrudé et les différents types de profilés. 

Refroidissement et finition 

L’autre activité réalisée sur le plastique extrudé est le processus de refroidissement une fois le processus de mise en forme terminé. Il est ensuite refroidi et coupé à la longueur souhaitée ou enroulé ou enroulé, constituant ainsi le processus d'extrusion. 

Produit final 

Ces étapes aboutissent à de nombreuses utilisations d’un nouveau canal, profil ou tube individuel.

Types de processus d'extrusion de plastique

Dans l'extrusion du plastique, divers procédés sont utilisés en fonction de l'application, du type de matériau utilisé et du produit final à fabriquer. Cependant, tous les processus respectent des procédures générales. Le choix du procédé est donc principalement dicté par la forme et la conception de la filière. Certains types conviennent mieux que d’autres aux conceptions complexes. Voici les quatre grands types d'extrusion de plastique procédés utilisés dans l’industrie aujourd’hui :  

1. Extrusion de tubes 

L'extrusion de tubes, comme son nom l'indique, est idéale pour produire des tubes et des produits creux tels que des tuyaux et des tubes médicaux. Ce processus est comme le processus d'extrusion habituel jusqu'à la section de filière. Un mandrin ou une broche est inséré dans la matrice pour former les formes internes des sections creuses, et une pression positive est appliquée à travers la broche. Là où il y a beaucoup de trous, fabricants d'extrusion de plastique utilisez plus d’une épingle au centre de la matrice. La pression de l'air pour chaque broche peut être ajustée pour définir la taille de chaque trou réalisé par l'outil. 

2. Extrusion de film soufflé 

L'extrusion de film soufflé est un autre processus standard. Il est appliqué à la production d'articles tels que des sacs à provisions. Cette méthode est assez similaire au processus d’extrusion normal. La seule différence est que la matrice est un cylindre vertical avec un trou circulaire. Cette matrice contient du plastique fondu tiré par des rouleaux pinceurs qui peuvent être placés à différentes hauteurs en fonction du refroidissement. Un anneau d'air est incorporé autour de la filière pour faciliter le refroidissement du film. De l'air à haute pression est fourni au centre du profilé en plastique extrudé pour former une bulle, agrandissant la section transversale du plastique. Cette bulle est ensuite aplatie par pincement et enroulée pour former un film double couche. Il peut être coupé en bandes, enroulé en bobine ou imprimé.  

3. Extrusion de film en feuille 

L'extrusion de film soufflé est similaire à l'extrusion de film en feuille, mais se concentre davantage sur la création de produits tubulaires. Par la suite, le matériau est tiré et roulé jusqu'à obtenir la finesse et la texture de surface souhaitées après le processus d'extrusion. Cela facilite également le refroidissement et la solidification du matériau, et le processus de laminage s'effectue en plusieurs passes.  

4. Extrusion de surgainage 

L'extrusion de surgainage est une autre technique largement utilisée pour appliquer une gaine en plastique sur un fil. Il existe deux principaux types d'outillage pour ce processus : l'outillage sous pression et l'outillage à chemise. L'utilisation de l'outillage dépend du degré d'interaction entre le plastique et le fil. L'outillage sous pression est utilisé là où l'outil doit entrer en contact avec la pièce, tandis que l'outillage de gainage est utilisé là où l'outil n'entre pas en contact avec la pièce. Dans l'outillage sous pression, la broche se termine à l'intérieur de la traverse afin que le plastique fondu puisse recouvrir le fil à l'intérieur de la matrice. Dans l'outillage de gainage, la broche se déplace jusqu'à la face de la matrice pour recouvrir le fil à sa sortie.

Matériaux courants d'extrusion de plastique

Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des plastiques les plus couramment extrudés : 

Polyéthylène (PE) 

Le polyéthylène possède certaines des meilleures qualités, notamment la flexibilité, la durabilité et la résistance chimique. Ce thermoplastique a été utilisé dans les films pour emballages, tuyaux et conteneurs en raison de sa bonne accumulation de couleur, de sa résistance et de ses caractéristiques à basse température. 

Polypropylène (PP) 

Les propriétés du polypropylène incluent la résistance chimique et la polyvalence. Ce thermoplastique est robuste et possède une excellente résistance à l’abrasion ; il est disponible dans de nombreuses teintes et utilisé dans les emballages, les applications automobiles, les textiles et bien plus encore. Il possède également de bonnes propriétés à basse température. 

Polyvinyl Chloride (PVC)

Le chlorure de polyvinyle est l'un des thermoplastiques les plus utilisés et les moins chers, doté de caractéristiques mécaniques élevées. Il en existe deux types : ainsi que les caractéristiques de rigidité et de flexibilité. Le PVC rigide ne se plie pas non plus aux chocs ou aux rayons UV, ce qui le rend optimal pour une utilisation dans les tuyaux, les fenêtres et les portes. Le PVC flexible SAR est économique, polyvalent et utilisé dans les gaines de câbles et les revêtements de sol. Ces propriétés suggèrent que ce matériau est peu sensible aux intempéries, qu'il présente une résistance à la déchirure raisonnablement bonne et qu'il est assez résistant à la traction. 

Polystyrène (PS)

Le polystyrène est un thermoplastique léger et très cassant qui trouve des applications dans les emballages, les couverts jetables et l'isolation. Il est utilisé dans de telles applications en raison de sa facilité d’utilisation et de son efficacité. 

Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)

L'ABS est un thermoplastique très dur et résistant aux chocs, synthétisé à partir de styrène et d'acrylonitrile avec du polybutadiène. Le styrène lui confère une surface brillante et imperméable, tandis que le polybutadiène le rend solide et fonctionne bien à différentes températures. L'ABS est robuste et a un bel aspect, il est donc utilisé pour les éléments automobiles, les jouets et l'électronique. Plastique de marquage laser est une technique populaire utilisée pour étiqueter les produits ABS en raison de leur durabilité et de leur attrait esthétique. 

Polyamide (PA ou Nylon)

Le nylon est un thermoplastique haute performance doté de bonnes propriétés mécaniques de matériau polymère. Il est couramment appliqué dans l’industrie automobile, produisant des pièces industrielles et des textiles en raison de ses propriétés mécaniques. 

Polycarbonate (PC) 

Le polycarbonate est un matériau thermoplastique doté d'une bonne résistance aux chocs et d'une transmission lumineuse élevée. Ce matériau est apprécié pour sa rigidité, son état de port et ses caractéristiques à hautes et basses températures. Il est utilisé, entre autres, dans la production d'accessoires automobiles et de boîtiers de gadgets. 

Polyéthylène téréphtalate (PET) 

Le PET est largement utilisé dans l’emballage, principalement pour les boissons et les produits alimentaires. Il est également utilisé dans les fibres textiles et dans d’innombrables applications techniques car il est solide et rigide. 

Ces matériaux sont sélectionnés en fonction de l'environnement auquel le processus d'extrusion sera probablement confronté et de l'utilisation finale du produit.

Applications de l'extrusion de plastique

Applications d'extrusion de plastique sont répandus dans de nombreux secteurs et domaines. Voici quelques-unes des principales applications : 

Isolation des fils 

Les plastiques sont de bons isolants et, de ce fait, ils peuvent facilement être utilisés pour recouvrir les fils sous tension car ils sont flexibles. La plupart des fils recouverts de plastique utilisent extrusion de silicone puisqu'il s'agit d'une méthode d'application de câble solide. 

Tuyaux et Tubes 

La plus grande catégorie de produits fabriqués par extrusion de plastiques sont les tuyaux et les tubes. Ce procédé est utilisé pour fabriquer des tuyaux et des tubes qui constituent une part importante du marché, et cela à l'aide de matrices relativement simples. 

Fenêtres et portes 

L'extrusion du plastique améliore la résistance des fenêtres et des portes, principalement si le matériau est du PVC, car la lumière UV ne l'affecte pas. Cela rend les fenêtres et les portes en plastique extrudé solides et capables de résister aux aléas climatiques. 

Stores et stores 

Les stores et toiles sont une autre application importante de l’extrusion de plastique et sont très populaires dans les maisons et les bureaux. Par exemple, l’aspect naturel de nombreux stores, notamment ceux en bois, est constitué d’une base en polystyrène produite par le processus d’extrusion. 

Coupe-froid 

Parmi les composants des coupe-froid, les boudins de porte font partie des pièces fabriquées à partir d’extrusion de plastique. Ces produits sont destinés à être ajustés étroitement aux cadres de portes et de fenêtres pour empêcher l’air frais d’entrer. Former un joint avec des matériaux en caoutchouc est plus accessible, ils sont donc utilisés pour les coupe-froid. 

Essuie-glaces et raclettes  

Les essuie-glaces sont principalement fabriqués par des procédés d'extrusion. Le matériau d'extrusion est généralement de l'EPDM ou une combinaison de caoutchouc synthétique et naturel par coextrusion. De même, les raclettes manuelles sont fabriquées à partir de caoutchouc extrudé pour permettre d’essuyer facilement l’eau de la surface.

Avantages et inconvénients de l'extrusion de plastique

Comme le montre la discussion ci-dessus, le processus d’extrusion du plastique présente plusieurs avantages, mais il présente également certains inconvénients. Voici un aperçu des deux :

Avantages 

• Manipulation post-extrusion : La matière plastique reste raisonnablement molle même après l’extrusion et avant le processus de solidification proprement dit, afin de permettre au fabricant de fabriquer des produits de la meilleure qualité. 
• Rentable: L’extrusion est économique par rapport aux autres techniques de fabrication du plastique car elle ne nécessite pas beaucoup d’outillage. 
• Flexibilité: Dans l'extrusion du plastique, une grande flexibilité peut être obtenue lorsque la section transversale est uniforme ; ainsi, il est possible de développer des formes complexes sans modifier la section transversale.  

Désavantages 

• Modifications dimensionnelles : Les dimensions du produit final sont légèrement plus grandes que les dimensions d'origine car, après l'extrusion, le plastique chaud se dilate. Quant à l’impact de la taille de l’entreprise, il est plutôt difficile de prévoir comment il sera influencé.
• Limites du produit : La flexibilité du processus d'extrusion est limitée en ce qui concerne les produits pouvant être fabriqués. La fabrication de divers produits nécessiterait l'acquisition de nouveaux équipements d'extrusion.

Extrusion plastique vs moulage par injection

L’extrusion du plastique et le moulage par injection sont essentiels à la fabrication de produits en plastique. Ils présentent néanmoins des différences distinctes : 

• Concentration dimensionnelle : L'extrusion de plastique est utilisée lorsque le produit est plat, tandis que le moulage par injection est utilisé lorsque le produit est plus tridimensionnel. 
• Processus de mise en forme : En extrusion, la forme du produit final est celle de la matrice utilisée dans le processus, tandis qu'en moulage par injection, la forme du matériau est celle du moule. 
• Production en coupe transversale : L'extrusion peut créer des sections transversales simples de produits avec beaucoup de facilité, mais la matrice est compliquée lors de la création de sections transversales de produits dans le moulage par injection.
• Résistance et coût : Dans la plupart des cas, les produits moulés par injection sont supérieurs en termes de résistance aux produits extrudés. Cependant, le moulage par injection est légèrement coûteux en raison du coût des matrices, bien qu'il soit plus efficace.

Lire la suite: Qu’est-ce que la fabrication du plastique : comment ça marche ? Types et avantages

Extrusion de plastique et extrusion d'aluminium 

L'extrusion est une technique qui peut être appliquée aussi bien aux plastiques qu'aux métaux, bien que les deux soient utilisés de différentes manières. L'extrusion de plastique est le processus de fabrication de profilés continus de thermoplastiques, tandis que l'extrusion d'aluminium est le processus de fabrication de pièces métalliques. La raison de l'utilisation de l'extrusion d'aluminium est due aux facteurs suivants : faible densité, conductivité thermique et électrique élevée et recyclabilité. Les profilés en aluminium sont largement utilisés dans les barres, tubes, fils, tuyaux, clôtures, rails, cadres, dissipateurs thermiques, etc. 

L'aluminium peut être extrudé à chaud ou à froid ; le choix dépend du type d'aluminium utilisé et du produit final. L'extrusion à chaud se fait entre 3500 5000 C et XNUMX XNUMX C, tandis que l'extrusion à froid se fait à température ambiante. Pour plus d’informations sur l’extrusion d’aluminium, veuillez visiter le site Web.

Sélection de matériaux pour l'extrusion de plastique

Le matériau approprié pour l’extrusion du plastique est crucial si le produit final est précieux et durable. En effet, la fabricabilité et le coût sont très sensibles au choix du matériau à utiliser. Le premier critère de sélection de la résine plastique est d'établir les propriétés que votre pièce doit remplir dans l'application dans laquelle elle sera utilisée. Étant donné que les différents plastiques présentent des propriétés variables, tenez compte des facteurs suivants : Étant donné que les propriétés des différents plastiques sont différentes, les facteurs suivants doivent être pris en compte : 

• Résistance environnementale : Sa résistance à la chaleur et au froid, aux UV et à d’autres formes de résistance aux intempéries. 
• Rigidité/Flexibilité : La mesure dans laquelle la pièce doit être flexible ou rigide. 
• Résistance aux chocs et solidité : La capacité du matériau à résister aux charges d'impact et à les répartir ainsi que la capacité du matériau à conserver sa forme et sa résistance. 
• Attrait esthétique : Le processus final nécessite la finition et la sensation du produit final. 

À cet égard, il convient de choisir des matériaux qui ne sont pas extraordinaires et très coûteux, même s'ils répondent aux exigences mais sont typiques pour la construction, afin de contrôler les coûts. Une fois que les différents types de résines plastiques auront été définis, il sera alors plus facile de décider laquelle des résines plastiques utiliser. Les spécialistes de Prolean Tech peuvent également vous suggérer des matériaux et des enduits pouvant être utilisés pour votre projet et répondre à toutes vos questions.

Conclusion des choses

Extrusion plastique est un processus important avec certaines caractéristiques de conception et d'application et comprend des feuilles, des films, des revêtements, des tuyaux et des tubes. Pour de meilleurs résultats, il est recommandé de faire appel à des entreprises expérimentées comme Prolean Tech pour fabriquer des plastiques. Prolean Tech est une entreprise de premier plan qui offre des services dans la fabrication de plastiques, et nous sommes meilleurs en conception et en optimisation grâce à de meilleures machines et à un personnel expérimenté. Vous pouvez contacter Prolean Tech pour un devis si vous avez besoin de services d'extrusion fiables et bon marché pour démarrer votre projet.

Questions fréquentes

T1. Quels matériaux peuvent être utilisés dans les coupe-bise ? 

Les coupe-froid sont généralement fabriqués à partir de caoutchouc ou d’un matériau synthétique, utilisé pour sceller les interstices autour des portes et des fenêtres. 

Q2. Comment sont fabriqués les accessoires automobiles tels que les essuie-glaces ?  

Les essuie-glaces sont généralement fabriqués par extrusion avec du caoutchouc synthétique ou un mélange de caoutchouc artificiel et naturel. 

Q3. Quels sont les avantages généraux de l’extrusion d’aluminium ? 

L'extrusion d'aluminium est légère, hautement conductrice et recyclable ; ainsi, il est idéal pour diverses applications dans de nombreuses industries.  

Q4. Quelle est la différence entre l’extrusion d’aluminium à chaud et à froid ? 

L'extrusion à chaud nécessite 350 à 500°C pour produire des tuyaux, des tiges et des profilés en aluminium. L'extrusion à froid, réalisée à température ambiante, permet de fabriquer des articles tels que des engrenages, des fixations et des tubes.

Q5. Est-il possible pour Prolean Tech d'accepter une petite commande d'extrusion de plastique ?  

Prolean Tech est une entreprise d'extrudeuse de plastique personnalisée à faible volume proposant du prototypage et de la production en petites séries.