Extrudeuse à vis unique ou extrudeuse à double vis est un sujet fréquemment abordé dans l'industrie de la transformation des matières plastiques. Laquelle est la plus adaptée à vos besoins ?
Cet article complet fournit une comparaison détaillée de ces deux types d'extrudeuses, en soulignant leurs caractéristiques, leurs avantages, leurs inconvénients et leurs applications, afin de vous aider à prendre une décision éclairée.
Qu'est-ce qu'un extrudeur à vis unique ?
A extrudeuse à vis unique fonctionne en poussant une matière plastique à travers un cylindre chauffé à l'aide d'une vis rotative. La matière fond et est ensuite extrudée à travers une filière pour former la forme souhaitée. La structure est relativement simple et se compose d'une seule vis et d'un cylindre.
Principe de fonctionnement
L'extrudeuse à vis unique se compose d'un long cylindre à l'intérieur duquel tourne une vis hélicoïdale. En tournant, la vis pousse la matière plastique vers l'avant, ce qui la fait chauffer sous l'effet de la friction et des résistances externes placées le long du cylindre. Une fois que le plastique est suffisamment fondu, il est forcé à travers une filière pour former des formes continues telles que des tuyaux, des profilés ou des feuilles.
Avantages de l'extrudeuse à vis unique
- Structure simple et entretien facile: La conception simple de l'extrudeuse monovis facilite son entretien et son fonctionnement. Avec moins de pièces mobiles que les extrudeuses à double vis, les risques de défaillance mécanique sont réduits, ce qui se traduit par des coûts de maintenance moindres.
- Coût inférieur: Les coûts de fabrication et d'achat des extrudeuses à vis unique sont généralement inférieurs à ceux des extrudeuses à double vis. Cela en fait un choix économique pour les petites et moyennes entreprises.
- Large éventail d'applications: Les extrudeuses monovis conviennent à la transformation de diverses matières plastiques telles que le PVC, le PE et le PP. Elles sont idéales pour produire des tuyaux, des profilés et d'autres produits plastiques courants, ce qui les rend polyvalentes dans différents environnements de fabrication.
Inconvénients de l'extrudeuse à vis unique
- Efficacité limitée du mélange: En raison de la présence d'une seule vis, l'efficacité de mélange de l'extrudeuse à vis unique n'est pas aussi élevée que celle d'une extrudeuse à double vis. Cela peut être un inconvénient lors du traitement de matériaux qui nécessitent un mélange minutieux d'additifs ou de colorants.
- Efficacité réduite: L'efficacité de production des extrudeuses à vis unique est généralement plus faible, en particulier lorsqu'il s'agit de matériaux à haute viscosité ou à composants multiples. Cela peut se traduire par des temps de production plus longs et des coûts d'exploitation potentiellement plus élevés.
Qu'est-ce qu'un extrudeur à double vis ?
La figure 2 est un schéma d'une extrudeuse à double vis adaptée aux tuyaux ondulés à double paroi en PVC-U de grand diamètre.
Sur la figure, les étiquettes sont les suivantes : 1- connecteur de tête de machine, 2- vis double, 3- serpentin chauffant, 4- barillet de machine, 5- boîte de distribution, 6- coupleur, 7- moteur à conversion de fréquence, 8- châssis de machine, 9- double trémie, 31- serpentin chauffant en cuivre moulé, 32- serpentin chauffant en aluminium moulé, 41- manomètre.
Les extrudeuses à double vis sont dotées de deux vis parallèles ou imbriquées. Cette conception permet de mieux mélanger et plastifier les matériaux pendant l'extrusion, ce qui les rend adaptées à des tâches de transformation plus complexes.
Principe de fonctionnement
Dans une extrudeuse à double vis, deux vis tournent soit dans le même sens (co-rotation), soit dans des sens opposés (contre-rotation). Les vis qui s'entrecroisent fournissent une force de cisaillement plus élevée, ce qui améliore le mélange et la fusion de la matière plastique. Cette configuration est particulièrement avantageuse pour le traitement de matériaux qui nécessitent une dispersion uniforme de charges, de renforts ou d'autres additifs.
Avantages de l'extrudeuse à double vis
- Excellente efficacité du mélange: Les deux vis d'une extrudeuse bivis fournissent de meilleures forces de cisaillement et de mélange, ce qui la rend idéale pour les matériaux nécessitant un mélange de haute qualité. Il en résulte un produit plus homogène, ce qui est essentiel pour les applications de haute performance.
- Efficacité élevée de la production: Grâce à de meilleurs effets de mélange et de transport, les extrudeuses à double vis ont généralement une efficacité de production supérieure à celle des extrudeuses à simple vis. Elles peuvent traiter un débit plus élevé et réduire le temps de production global.
- Large éventail d'applications: Les extrudeuses à double vis peuvent traiter une plus grande variété de matériaux, y compris les matériaux à haute viscosité, à haut remplissage et sensibles à la chaleur. Elles sont largement utilisées dans les industries plastiques, alimentaires et pharmaceutiques, où la précision de la manipulation des matériaux est cruciale.
Inconvénients de l'extrudeuse à double vis
- Coût plus élevé: Les coûts de fabrication et d'entretien des extrudeuses à double vis sont plus élevés, ce qui nécessite un investissement initial plus important. Cela peut être un facteur important pour les entreprises en phase de démarrage ou les entreprises disposant d'un capital limité.
- Opération complexe: En raison de leur structure complexe, le fonctionnement et l'entretien des extrudeuses à double vis requièrent des compétences techniques plus élevées. Cela peut nécessiter une formation supplémentaire du personnel et entraîner des coûts de main-d'œuvre plus élevés.
Comparaison des domaines d'application
Applications de l'extrudeuse à vis unique
Les extrudeuses monovis sont principalement utilisées pour fabriquer les produits suivants :
- Tuyaux en PVC: Utilisé dans la construction, l'agriculture et d'autres domaines. Les extrudeuses monovis sont efficaces pour produire des tuyaux en PVC durables et de haute qualité pour diverses applications.
- Tuyaux d'eau dure de petit diamètre en PE/PP: Utilisés pour les conduites d'alimentation en eau, les gazoducs, etc. Ces tuyaux sont essentiels pour les projets d'infrastructure et la plomberie résidentielle.
- Divers profils: Y compris les profilés pour portes et fenêtres, les profilés décoratifs, etc. Les extrudeuses monovis conviennent à la production d'une large gamme de profilés en plastique utilisés dans la construction et l'amélioration de l'habitat.
Applications des extrudeuses à double vis
Les extrudeuses à double vis conviennent aux domaines suivants :
- Ingénierie de la transformation des matières plastiques: PC, PA, PBT, etc. Ces matériaux nécessitent un mélange et un contrôle précis, ce que permettent les extrudeuses à double vis.
- Traitement des matériaux à fort taux de remplissage: Comme la fibre de verre, les composites à base de fibre de carbone. Les capacités de mélange accrues des extrudeuses à double vis garantissent une dispersion uniforme des charges, ce qui permet d'obtenir des produits plus solides et plus fiables.
- Traitement des matériaux thermosensibles: Tels que les stabilisateurs de PVC, les matériaux médicaux, etc. Les extrudeuses à double vis peuvent traiter ces matériaux sans en dégrader la qualité, ce qui est essentiel dans les applications médicales et spécialisées.
Extrudeuse simple VS extrudeuse à double vis
Ensuite, il s'agit de comprendre concrètement les différences entre ces deux types d'extrudeuses en termes de prix, d'opérabilité et de visserie.
| Articles | Vis unique | Vis double |
|---|---|---|
| Rapport longueur/diamètre de la vis (L/D) | comparativement faible | relativement long |
| Section de la vis Forme du filet | Rectangulaire | Circulaire |
| Structure du vérin à vis | Goupille sur le canon de la vis | Surface intérieure lisse du cylindre de la vis |
| Régulateurs de température à vis | Refroidissement par vis interne pour un contrôle aisé de la température | Le joint de refroidissement à l'intérieur de la vis est relativement mauvais et la température n'est pas facile à contrôler. |
| Variété et commodité des changements de peinture | Pratique | Général |
| Difficulté de mise en œuvre de revêtements en poudre spéciaux tels que les revêtements à durcissement rapide | Comparativement facile | Général |
| Difficulté d'entretien des équipements | Relativement difficile | Facile |
| Sensibilité aux corps étrangers métalliques en cas d'ennui | Matériaux en poudre recyclés sensibles et difficiles à traiter | Moins sensible |
（1）L'extrudeuse à vis unique est plus abordable
La structure d'une extrudeuse à vis unique est simple et donc plus abordable.
La structure d'une extrudeuse à double vis est complexe et plus coûteuse. Une extrudeuse à double vis est environ deux fois plus chère qu'une extrudeuse à simple vis. Le prix peut même être plus élevé en fonction du fabricant et du modèle.
（2）L'extrudeuse à vis unique a une formulation plus simple
En termes de fonctionnement, il n'y a pas de grande différence entre les deux. Toutefois, le processus et la formulation d'une extrudeuse à vis unique sont plus simples, tandis que ceux d'une extrudeuse à double vis sont plus complexes.
（3）L'extrudeuse à double vis permet de combiner librement les vis
Les vis d'une extrudeuse à double vis peuvent être combinées librement en fonction des conditions du matériau et des préférences de l'opérateur. L'extrudeuse monovis est plus rigide et ne permet pas de combiner les vis.
（4）L'extrudeuse à double vis est plus efficace
L'extrudeuse à double vis a un débit plus important, une vitesse d'extrusion plus rapide et une consommation d'énergie par unité de production plus faible que l'extrudeuse à simple vis. L'efficacité de l'extrudeuse à double vis est généralement deux fois supérieure à celle de l'extrudeuse à simple vis, en fonction du fabricant et du modèle.
（5）Forte capacité de plastification de la vis double
La vis unique convient à l'extrusion plastifiante des polymères, au traitement par extrusion des matériaux granulaires, tels que le moulage, le moulage par soufflage, le moulage par injection, etc., avec une large gamme d'utilisations des matériaux.
L'extrudeuse à double vis a une bonne capacité de plastification et de mélange, ce qui convient mieux à la modification du plastique. L'extrudeuse à double vis peut également produire des couleurs doubles.
（6）La vis unique est facile à entretenir
En termes de maintenance, la vis simple est plus simple que la vis double car la structure de la vis simple est plus simple et plus facile à réparer.
（7）Mécanisme de transport
Le transport de l'extrudeuse à vis unique repose principalement sur la force de friction générée entre le matériau et le cylindre de la machine. L'extrudeuse bivis contrarotative assure le transport vers l'avant, poussant de force la matière vers l'avant, et l'extrudeuse bivis contrarotative génère également un effet de cisaillement sur la matière à l'endroit où les deux vis s'engrènent. (Spécifique aux extrudeuses bivis contrarotatives)
（8）Speed Field
La distribution de la vitesse dans l'extrudeuse à vis unique est relativement claire et facile à décrire, alors que la situation dans l'extrudeuse à double vis contrarotative est assez compliquée et difficile à décrire. Cela est principalement dû au fait que la vis possède une zone d'engrènement, l'écoulement complexe qui se produit dans la zone d'engrènement lui confère de nombreux avantages tels qu'un mélange suffisant, un transfert de chaleur uniforme, une forte capacité de fusion, de bonnes performances d'échappement, etc. (Spécifique aux extrudeuses bivis contre-rotatives)
Comment choisir ?
Lorsqu'il s'agit de choisir entre une extrudeuse à vis unique et une extrudeuse à double vis, il est important d'évaluer les besoins spécifiques de votre production. Si votre production nécessite un fonctionnement et une maintenance relativement simples et traite des matériaux moins complexes, une extrudeuse à vis unique peut être le choix le plus économique. En revanche, si votre production nécessite un mélange et une manipulation efficaces de matériaux complexes, une extrudeuse à double vis sera plus adaptée.
Tenez compte des facteurs suivants :
- Caractéristiques des matériaux: Évaluez les types de matériaux que vous allez traiter. Pour les formulations de matériaux complexes ou à haute viscosité, une extrudeuse à double vis peut s'avérer nécessaire.
- Volume de production: Déterminez le débit de production requis. Les extrudeuses à double vis offrent généralement un débit plus élevé, ce qui les rend adaptées à la production à grande échelle.
- Budget: Tenez compte de l'investissement initial et des coûts d'exploitation permanents. Les extrudeuses à vis unique sont généralement plus économiques, mais peuvent ne pas répondre aux exigences d'applications plus complexes.
- Expertise technique: Évaluez les compétences techniques de votre équipe. Les extrudeuses à double vis nécessitent des connaissances plus spécialisées pour leur fonctionnement et leur entretien.
Conclusion
Les extrudeuses monovis et bivis ont toutes deux leurs avantages et leurs inconvénients, ce qui les rend adaptées à différentes applications et exigences de production. Cette comparaison a pour but de vous aider à comprendre quelle extrudeuse est la mieux adaptée aux besoins de votre entreprise. Quel que soit votre choix, veillez à sélectionner un fournisseur fiable et un produit de haute qualité pour obtenir des résultats de production optimaux.
Nous espérons que cet article vous aidera à mieux comprendre les différences entre extrudeuses à vis unique et les extrudeuses à double vis, ce qui vous permet de prendre une décision plus éclairée. En examinant attentivement vos besoins spécifiques et les capacités de chaque type d'extrudeuse, vous pouvez optimiser votre processus de production et obtenir de meilleurs résultats pour votre entreprise.
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Références：
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- Throne, J. L. (1996). Technologie du thermoformage. Hanser Gardner Publications. Ce livre comprend des sections sur les applications des extrudeuses dans le processus de thermoformage.
- Giles, H. F., Wagner, J. R. et Mount, E. M. (2005). Extrusion : The Definitive Processing Guide and Handbook. William Andrew Publishing. Un guide complet sur la technologie de l'extrusion, avec des chapitres spécifiques sur les extrudeuses à vis unique et à double vis.
- Tadmor, Z. et Gogos, C. G. (2006). Principes du traitement des polymères. John Wiley & Sons. Ce manuel fournit une base solide aux principes de la transformation des polymères, y compris la mécanique et le fonctionnement des extrudeuses.
