Comment la conception du fût à double vis parallèle contribue-t-elle à améliorer le mélange et l’homogénéisation des matériaux pendant le processus d’extrusion ?

La conception du fût à double vis parallèle joue un rôle crucial dans l'amélioration du mélange et de l'homogénéisation pendant le processus d'extrusion grâce à plusieurs mécanismes clés :

Vis à engrènement : la conception des barillets à double vis parallèles maximise le contact interfacial entre le matériau et les vis. Les vis sont conçues avec des tolérances précises pour garantir une proximité étroite, créant ainsi un chemin labyrinthique pour le flux des matériaux. Cet arrangement complexe conduit à une fragmentation et un mélange importants de matériaux. Au fur et à mesure que le matériau progresse dans le fût, il subit des cycles répétés de compression, d'allongement et de cisaillement, entraînant une dispersion complète des additifs, une rupture des agglomérats et un mélange des composants. Les vis engrenées agissent efficacement comme des mélangeurs dynamiques, redistribuant continuellement le matériau sur toute la longueur du canon pour obtenir une homogénéité optimale.

Profondeur et configuration des canaux : La géométrie des canaux de vis est méticuleusement adaptée aux propriétés rhéologiques spécifiques des matériaux traités. La profondeur, la largeur et l'inclinaison des canaux sont optimisées pour favoriser un transport et un mélange efficaces des matériaux. Divers éléments de mélange tels que des blocs de pétrissage, des éléments de mélange distributif et des éléments inverses sont stratégiquement positionnés le long des vols de vis pour introduire des turbulences et un cisaillement supplémentaires. Cette turbulence contrôlée facilite le mélange au niveau macroscopique et moléculaire, garantissant une distribution uniforme des additifs et des modificateurs dans toute la matrice polymère.

Forces de cisaillement et de pétrissage : Le baril à double vis parallèle génère des forces de cisaillement et de pétrissage intenses grâce à l'action coordonnée des vis engrenées et des éléments de mélange. Les forces de cisaillement résultent des vitesses différentielles entre les vols de vis adjacents, provoquant le glissement des couches de matériau les unes sur les autres et leur déformation intense. Cette action de cisaillement décompose les agglomérats, disperse les additifs et favorise l'alignement moléculaire. Les forces de pétrissage, quant à elles, résultent de l'emboîtement des éléments de vis qui compriment, étirent et plient le matériau lorsqu'il traverse le fût. Ces actions de pétrissage facilitent le mélange intime des composants, conduisant à une masse fondue homogénéisée aux propriétés uniformes et aux performances améliorées.

Contrôle de la température : Un contrôle précis de la température est essentiel pour optimiser le flux de matériaux et garantir des conditions de traitement constantes. Le baril à double vis parallèle est équipé de plusieurs zones de chauffage et de refroidissement, chacune contrôlée indépendamment pour maintenir le profil de température souhaité. Les éléments chauffants intégrés dans les parois du fût élèvent la température du matériau jusqu'à la plage de traitement requise, favorisant ainsi la fluidité de la fusion et améliorant l'efficacité du mélange. À l’inverse, des canaux de refroidissement stratégiquement positionnés empêchent la surchauffe et la dégradation thermique du matériau, préservant ainsi la qualité et la stabilité du produit. En régulant la température tout au long du processus d'extrusion, le fût permet un contrôle précis de la viscosité du matériau, du temps de séjour et de la cinétique de réaction, ce qui se traduit par une cohérence et des performances supérieures du produit.

Distribution du temps de séjour (RTD) : La distribution du temps de séjour dans le corps à double vis parallèle est influencée par des facteurs tels que la configuration des vis, les propriétés des matériaux et les conditions de traitement. Les modèles d'écoulement complexes générés par la géométrie de la vis entraînent des temps de séjour variables pour différents composants de matériaux. Cette distribution dynamique du temps de séjour garantit un mélange et une interaction complets entre les constituants du matériau, favorisant une dispersion uniforme des additifs et des modificateurs.

Ventilation et dégazage : des systèmes de ventilation et de dégazage sont intégrés dans des extrudeuses à double vis parallèles pour éliminer les contaminants volatils, l'air emprisonné et l'humidité de la masse fondue. Les ports de ventilation stratégiquement positionnés le long du baril permettent la libération contrôlée des gaz et des vapeurs, évitant ainsi la porosité, les bulles et les défauts de surface dans le produit final. Des systèmes de dégazage sous vide peuvent être incorporés pour améliorer encore l’efficacité du dégazage, en particulier pour les matériaux très volatils ou sensibles à l’humidité. En éliminant les gaz piégés et les impuretés, les systèmes de ventilation et de dégazage contribuent à améliorer l'esthétique du produit, les propriétés mécaniques et la stabilité du processus, garantissant ainsi une qualité et des performances constantes.

Vis double plate WEBER 107MM