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Cet article traite les défauts d'extrusion des plastiques les plus communs ainsi que leurs causes. illustré avec des images des croquis de chaque défaut.

Veuillez utiliser les liens ci contre pour afficher l adescription de chaque défaut.


Peau d’orange

C'est un défaut de surface du tube qui apparaît au niveau du produit fini. Ce défaut peut apparaître comme une suite de rides sur le tube, et dans les cas plus marquée, il peut évoluer jusqu’à donner l'aspect d'une 'peau orange' a la surface rugueuse et une finition terne.

Le défaut affecte habituellement toute surface de tube, mais il peut parfois se présenter sous la forme de bande longitudinales isolées.

Causes

  • Cet effet peut être causé par:
    un débit excessif de matière dans la filière.
    une viscosité élevée ou variable de la matière.
    une température de la surface de la filière pas assez élevée.
    une mauvaise conception de la filière.

  • Bulle ou trace d'humidité

  • Pendant l’extrusion du tube, des bulles peuvent apparaître sur la surface interne et/ou externe du tube. Ces imperfections ne sont pas toujours détectées avant l'utilisation ou le contrôle du tube.
    La présence de ces bulles peut être un facteur de refus de ce produit à cause de son aspect inacceptable, ou qui ne répond pas aux tests de conformité ou lors de son utilisation.
  • Causes

  • Les bulles ou traces d'humidité proviennent généralement d'une inclusion de gaz ou d'humidité dans la matière.

Cet effet peut être causé par: 
de la matière humide 
des températures de transformation trop élevées.
Un évent obstrué ou non opérationnel sur une extrudeuse bi-Vis

 

 


Mauvaise répartition de la couleur

La coloration de tubes extrudés est souvent réalisée à partir d'adjonction dans la trémie d'un mélange maître à base de pigments minéraux ou de colorants organiques. Pour obtenir certains coloris , il est parfois nécessaire d'utiliser deux ou plusieurs mélanges maîtres .

Une mauvaise dispersion des couleurs s'observe habituellement sur l'ensemble de la production sous forme de zones ou de linges de faible coloration . Dans certains cas extrêmes , il peut se produire une séparation total entre le (s) mélange(s) maître(s) et le polymère .
Les effets sont plus prononcés sur des tubes à paroi , car plus transparents donc le problème de mauvaise coloration est plus visible .

Causes

La causes principal d'une mauvaise répartition de la couleur provient d'un mélange insuffisant du mélanger maître et de polymère pendant la phase de la plastification .
Cet effet peut être causé par :
· Une incompatibilité entre le support du colorant et le polymère ou entre le pigment et le polymère
Un frictionnement et un cisaillement de la matière pendant la plastification insuffisants.
Une mauvaise géométrie de la vis
un manque de pression sur le polymère fondu
un mauvais travail de la matière pendant la phase de plastification
Dans les cas les moins graves , un mélange non uniforme (de mélanges maîtres ) dans la trémie aura pour conséquence l'obtention d'un tube avec un problème minime de mauvaise répartition de la couleur

 

 


Plissement longitudinal

Le plissement longitudinal est un défaut de finition de la surface qui peut apparaître sur des tubes fabriqués à partir de certaines matières . Sur le tube , l’apparence de ce défaut ressemble à un sillon profond et continu creusé sa surface

Causes

La cause de ce défaut est du à une quantité de matière trop importante dans certaines zones du tube . Cet excès de matière ne peut pas être refroidie et conforme correctement , entraînant un plissement du tube .
les paramètres suivants peuvent être la cause de l'apparition de ce défaut :
un rapport incorrect entre le débit extrudeuse et la vitesse de tirage
une mauvaise répartition des épaisseurs dans la paroi
le conformateur mal aligné par rapport à la filière

 

 


Ondulations concentriques

Pendant la fabrication des tubes, certains condition peuvent provoquer des vibrations du tube à l'entrée du conformateur .Cela provoque l'apparition de cercles concentriques rapprochés sur surface du tube à intervalles plus ou moins réguliers.Si ce défaut n'est pas corrigé rapidement, il peut entraîner une casse du tube, donc un arrêt de la production.

Causes

La cause de ce défaut est généralement due à un mauvais équilibre entre la vitesse de tirage et le débit matière de l'extrudeuse.
Certains autres paramètres peuvent accentuer ce phénomène :
le débit extrudeuse.
la vitesse de tirage.
la température de l'eau de refroidissement
la position du conformateur
le niveau du vide

 

 


Dégradation de la matière

Les effets d'une dégradation sont variables, selon l'étendue et la gravité du problème . Dans les cas les plus graves, le composant change complètement de couleur et présente de mauvaises propriétés mécaniques. Une dégradation localisée peut entraîner simplement des traînées sombres et des points noirs sur le tube.

Causes

La dégradation est le résultat d'un endommagement de la matière. Les longues chaînes macromoléculaires qui constituent le polymère cassent quand elles sont soumises à une température ou une contrainte de cisaillement excessives. Des gaz volatiles se développent en même temps que rupture moléculaire, qui peuvent accélérer le processus de dégradation et conduire à un changement de couleur de la matière. Une destruction massive des chaînes moléculaires peut éventuellement détruire la constitution de la matière et affecter ainsi ses propriétés mécaniques.
Le PVC est particulièrement sujet à la dégradation en raison de son instabilité thermique, alors que le polyéthylène est beaucoup plus stable
Les dégradations peuvent se produire si:
une température excessive est appliquée à la matière quand elle est dans le fourreau ou dans la tête d'extrusion
Le temps de séjour de la matière dans le fourreau est trop long.
des contraintes de cisaillement excessives sont appliquées à la matière pendant la phase de plastification.
Des points noirs peuvent apparaître si:
la vis ou le fourreau sont endommagés ou présentent des dépôts excessifs de matière.
les procédures de mise en route et d'arrêt de l'extrudeuse sont incorrectes.

 

 


Pompage

Le pompage est habituellement considéré comme une pulsation du tube (tirage par à coups).Si l'épaisseur du tube est contrôlée sur une certaine période , il peut y avoir des variations au- delà des tolérances données dans le cahier des charges.

Causes

La cause principale du pompage est un écoulement irrégulier du polymère à travers la filière. Cela peut provenir:
d'une température de plastification incorrecte.
d'une contre pression insuffisante ou excessive.
d'un mauvais mélange de la matière dans le trémie.
d'un approvisionnement variable de la matière dans la vis.
Si le débit matière en sortie filière est constant , le pompage peut provenir d'une variation du tirage du tube pendant son refroidissement.
Cela peut provenir:
d'une fluctuation de la température de l' eau de refroidissement.
d'une vitesse de tirage irrégulière.
d'une pression de tirage insuffisante

 

 


Retrait

Le retrait est un problème particulier aux tubes extrudes. Pour le quantifier un échantillon de tube est chauffé à une température défini et pendant un temps donné. Les conditions du test peuvent varier selon la matière . La longueur de l'échantillon est mesurée précisément avant et après le test . Le retrait est déterminé à partir de ces mesures. Un client spécifie souvent le retrait maximum qu'il admet sur ce type de produit.

Si le tube rétrécit trop pendant le test de retrait, il est refusé.

Causes

Si les chaînes macromoléculaires constituant le polymère subissent un étirement trop important et sont refroidies dans cet état, il en résulte des tensions internes. En réchauffant la matière, les chaînes macromoléculaires vont tendre à reprendre leur forme initiale, ce qui entraîne un retrait de la matière. Les macromolécules peuvent être étirées lors du processus d'extrusion par le banc de tirage qui tire l'extrudât hors de la filière. Si les chaînes macromoléculaires sont refroidies dans cet état, alors la probabilité d'obtenir un retrait trop important (hors tolérances) est augmentée.
Les conditions suivantes peuvent entraîner l'obtention d'un retrait important :
un mauvais rapport entre la vitesse de tirage et le débit matière en sortie filière une température matière trop élevée un temps de refroidissement trop élevé
la production d'un tube avec un diamètre extérieur faible et/ou d'une épaisseur de paroi mince une distance entre le conformateur et la filière incorrecte.

 

 


Surface trop brillante

Durant l'extrusion des tubes, il se peut que l'aspect de surface soit trop brillant alors que l'on recherche une finition mate. Le problème apparaît comme des stries ou des bandes brillantes le long du tube.

Causes

L'état de surface du tube peut être affecté par la qualité de !a matière, iss températures de transformation, la position des éléments de refroidissement et de dimensionnement. Les facteurs à considérer sont les suivants
la qualité de la matière
la température matière dans le fourreau
les températures de la filière
la position du conformateur
le débit de l'eau de refroidissement
le niveau de vide

 

 


Cintrage ou gauchissement

Durant la fabrication de tubes rigides, certains réglages et facteurs externes peuvent produire un tube qui n’est pas droit. Ce problème est visible lorsque le tube quitte le banc de tirage et a été coupé. Si la valeur du cintrage est au-delà des tolérances, le tube n’est pas conforme au cahier des charges.

Causes

La cause première est une mauvaise répartition de la matière au niveau de l’épaisseur de la paroi. Le débit de l’eau de refroidissement et le mauvais alignement du conformateur par rapport à la filière peuvent accentuer ce problème.
D’autres paramètres sont à prendre en considération :
Le centrage de la filière
L’alignement du conformateur et du bac de refroidissement par rapport à la filière
Un refroidissement inégal
Le niveau de vide
La pression de tirage
La température de l’eau

 

 


Rayures longitudinales

Durant l’extrusion, des petites lignes peuvent apparaître le long du tube. Elles altèrent la qualité du produit fini et peuvent dans les cas de tubes à paroi mince, conduire à sa rupture pendant les tests.

Causes

Une rayure longitudinale est formée par le passage de la matière contre des arêtes vives ou des picots situés dans la surface interne de l’équipement de transformation.
Ces marques peuvent provenir de la filière, du conformateur ou du bac de refroidissement. D’autre éléments peuvent contribuer à leur formation :
Détérioration de la vis et/ ou du fourreau.
Mauvis état de la filière.
Mauvais état du système de refroidissement et de conformation une eau de refroidissement sale
Une matière contaminée ou polluée

 

 


Traînées de dégradation

Pendant l'extrusion du tube de petites lignes décolorées peuvent apparaître à la sortie de la filière elles proviennent généralement de matériaux sensibles à la chaleur .

Causes

Pendant le processus de transformation des dégradations thermique peuvent apparaître provoque des changements de couleur au niveau de la filière sous la forme de lignes ou d'amas le phénomène s'amplifie avec :
une matière de mauvaise qualité
de mauvaises procédures de mise en route et d’arrêt
la surchauffe de la matière pendant le processus de transformation
une filière mal conçue , mal nettoyée ou mal entretenue
une température matière excessive

 

 


Ovalisation

la plupart des tubes rigides et souples doivent être produits en respectant une tolérance au niveau du diamètre . Cependant, pour les tubes rigides ,il est important qu'ils ne pas ovales notamment pour les problèmes d'assemblage .

Causes

un tube peut s'ovaliser s'il n'a pas étè correctement mis en forme et dimensionné , ou s'il a subi des déformations durant sa fabrication. D'autres facteurs sont à prendre en compte :
une épaisseur de paroi trop mince
une refroidissement insuffisant
une pression de tirage excessive

 

 


Résistance aux chocs et/ou à l'éclatement

Des tests de résistance aux chocs ou à l'éclatement font partie du cahier des charges de certains tubes . Pendant j'extrusion , le coix des conditions de transformation a une incidence significative sur le résultat de ces tests .

Causes

L'échec aux tests de résistance peut provenir :
d'une température matière non appropriée pendant la transformation
les tubes en PVC sont davantage sujets à ce type de défaut que ceux en PEHD à cause de :

température matière et/ou filière trop basse
vitesse de vis excessive.
pourcentage de recyclé (rebroyé) trop important (cas de PVC).
mauvais état de surface de conformateur.

 

 


Changement de couleur

Pendant l'extrusion de polymère thermosensibles, un changement de couleur sur la totalité de la pièce peut apparaître. il n'est pas forcément visible de moment de l'extrusion, mais devient apparent lors des test ou lorsque la pièce est assemblée à d'autres composants.

Causes

Un mauvais contrôle,une mauvaise régulation de la température ou un cisaillement important de la matière peuvent être la cause première de ce défaut. les conditions suivantes influencent également le défaut:
températures de transformation excessives.
cisaillement excessif de la matière manque de matière au niveau de la vis et du fourreau.
temps de séjour de la matière dans le fourreau ou dans la filière trop long.
mauvaise qualité de la matière

 

Mohamed Wissem LANDOLSI
Author: Mohamed Wissem LANDOLSIEmail: mwlandolsi [AT] gmail [DOT] com
Ingénieur mécanique, ressortissant de l’ENIM en 2003. Fondateur du site *ConcepTEC.net*, Portail de technologies industrielles. Formateur en plasturgie (conception moules, produits plastiques, fabrication mécanique, conception machines spéciales)

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