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Sep 28, 2023

Les extrudeuses doivent également vaincre la chaleur

Allan Griff | 18 sept. 2022 La semaine dernière, il a fait très chaud sur la majeure partie de l'Amérique du Nord

Allan Griff | 18 sept. 2022

La semaine dernière, il a fait très chaud sur la majeure partie de l'Amérique du Nord – un peu moins ici dans l'East Bay de Californie, où tout ce qui dépasse 80 ° F est appelé une vague de chaleur. Certains d'entre vous dans d'autres États pourraient considérer cela comme un soulagement estival. Il y a quelques années, j'ai rendu visite à un client dans la vallée centrale de la Californie alors qu'il faisait 105°F près de l'extrudeuse et 105°F à l'extérieur. Je pense que c'était encore pire la semaine dernière.

Le froid n'existe pas. Je l'ai mentionné dans mon article sur la chaleur, "Un sujet brûlant, littéralement, dans la technologie d'extrusion".

La chaleur est le mouvement des molécules, donc sans molécules, nous n'avons pas de température - mais toute matière est composée de molécules, y compris l'eau, l'air, tous les plastiques et nous. Tout n'est que chimie - pas de magie organique ou naturelle d'aucune sorte.

Nous nous rafraîchissons en transpirant : 540 calories sont perdues pour chaque gramme d'eau qui nous échappe et devient de l'eau dans l'air ou sur nos vêtements. L'eau dans l'air est l'humidité. Si l'air est "plein" (saturé), nous ne pouvons pas nous rafraîchir en transpirant. Nous pouvons prendre des douches dans de l'eau plus froide, ou boire quelque chose de froid, ou éviter les mouvements générateurs de chaleur, mais une extrudeuse ne peut rien faire de tout cela. Nous et l'extrudeuse pouvons utiliser des ventilateurs, mais la machine ne transpirera pas.

Dans une extrudeuse, nous devons mettre de la chaleur pour ramollir suffisamment le plastique pour le former, mais nous devons ensuite retirer à nouveau la chaleur pour utiliser le produit. Cela se fait souvent en faisant passer le produit dans l'eau. Cela fonctionne parce que l'eau à la pression du niveau de la mer est suffisamment froide pour durcir (geler) tout plastique. Certaines extrusions, telles que les feuilles et les films coulés, sont refroidies en les faisant passer sur des rouleaux métalliques, qui sont généralement refroidis à l'eau. Quelques produits, notamment les films soufflés, sont refroidis en soufflant de l'air sur le plastique émergeant. Cet air peut être pré-refroidi pour accélérer la production, mais lorsque l'humidité est élevée, l'air trop froid peut condenser l'eau sur les surfaces de l'anneau d'air. De plus, comme pour la climatisation à la maison ou au bureau, il y a un coût à rendre l'air plus froid. Connaissez les chiffres d'argent et gardez les tuyaux isolés pour réduire les coûts. N'oubliez pas non plus que la vitesse de refroidissement affecte les propriétés physiques, il est donc possible de refroidir trop rapidement.

Tous les plastiques rétrécissent en refroidissant, certains beaucoup plus que d'autres. Le refroidissement doit être géré, ni trop rapide ni trop lent, et le plus uniformément possible autour de la surface du produit. Pensez à un tube flottant sur de l'eau de refroidissement, la moitié inférieure submergée et la moitié supérieure ouverte à l'air (ou au vide). Cela peut expliquer les variations d'épaisseur au sein du produit.

La mesure de la température fait également partie de la gestion du refroidissement. Nous avons des thermomètres infrarouges pour la mesure sans contact, et des thermocouples à immersion dans la tête d'extrusion en plus d'un emplacement traditionnel mais moins utile en bout de vis. La température du métal (tête et matrice) n'est pas la température de fusion. N'oubliez pas d'enregistrer et d'afficher les valeurs afin de ne pas avoir à les noter. Vous pouvez même configurer des alarmes si elles sortent de la plage souhaitée.

Mesurer un produit irrégulier ou rond avec un infrarouge à la sortie de sa matrice nécessite une main très stable ou, mieux encore, un appareil de mesure fixe. Faites des tours en balayant l'appareil de haut en bas et en surveillant le point culminant. Les jauges à base de laser sont courantes sur certains marchés. Il est encore nécessaire d'enregistrer l'historique. Assurez-vous de faire quelque chose, car vous ne voulez pas voler en aveugle avec une variable aussi importante. Connaître les réponses à la question : "Que se passe-t-il si la fonte sort trop chaude ou trop froide ?"

L'eau de ville est le moyen de refroidissement le plus courant, mais peut être assistée par la réfrigération à un coût supplémentaire. Dans certains cas, l'eau peut être refroidie par évaporation et recyclée. La technologie des systèmes de refroidissement en usine est bien connue et il devrait être possible de comparer les coûts pour aider à décider de l'action. Dans les régions où la température extérieure varie considérablement, que ce soit d'une saison à l'autre ou de jour comme de nuit, il convient de prêter attention à la façon dont cela pourrait réduire les coûts de refroidissement. Je me souviens d'une petite ligne où le dispositif de contrôle de la température était un grand bidon rempli d'eau qu'un homme alimentait continuellement avec de la neige de l'extérieur pour la maintenir à 0°C. C'était l'hiver dans le Nord-Est. Je ne sais pas ce qu'ils ont fait quand la neige a fondu dehors.

Parfois, plus d'un liquide de refroidissement ou emplacement est utilisé, notamment dans les films soufflés, où le refroidissement par bulle interne est courant (plus d'air), ainsi que les décapants d'iris, les deuxièmes anneaux d'air et même les anneaux de vide. Le refroidissement par pulvérisation est efficace et tentant, mais nécessite de fines pulvérisations et évite les gouttes. Quelques lignes ont ajouté un refroidissement par eau à l'extérieur.

Pour les sections creuses, il est tentant de refroidir de l'intérieur, mais ce n'est pas facile et cela se fait rarement. Rappelez-vous le facteur de retrait. Les sections très épaisses comme les tiges pleines ou les planches ont des problèmes de transfert de chaleur, ce qui peut limiter la vitesse de refroidissement.

Une grande partie de l'effort de refroidissement vise à augmenter le taux de production, mais en faisant cet effort, vous devez également vous soucier de la perte de précision de l'épaisseur et si l'augmentation de la production peut être vendue de manière rentable. Il y a peu de profit à remplir un entrepôt.

Enfin, ne gaspillez pas d'eau ni de chaleur. L'eau et l'air de refroidissement deviennent chauds - l'énergie doit aller quelque part - mais sa réutilisation est rare. Il est possible de réutiliser l'air de refroidissement du baril pour préchauffer les aliments qui ont été stockés à l'extérieur dans un climat froid, en profitant également d'une température d'alimentation plus uniforme.

Je vis dans une région où la sécheresse affecte notre agriculture, des artichauts aux raisins zinfandel, je suis donc sensible à la perte d'eau, ce qui peut justifier davantage de tuyaux et de films d'irrigation extrudés, et moins de fossés non revêtus. C'est un investissement qui pourrait rapporter, non seulement en argent mais aussi en éco-aide. Cela pourrait même nous donner quelque chose de responsable pour faire de la publicité et montrer aux détracteurs du plastique que nous pouvons faire du bien tout en réalisant des bénéfices, ce que j'ai appris il y a des années était l'intérêt gagné sur l'investissement.

Et ne gaspillez pas non plus de nourriture (ou d'eau) à la maison. Équilibrez vos nutriments, mangez ce que vous mettez dans votre assiette, soyez un modèle pour vos enfants et comptez. Combien importe, au moins autant que le goût et l'image.

A propos de l'auteur

Allan Griff est un ingénieur d'extrusion chevronné, débutant dans le service technique pour un important fournisseur de résine, et travaillant seul depuis de nombreuses années en tant que consultant, témoin expert dans des affaires juridiques, et surtout en tant qu'éducateur via des webinaires et des séminaires, à la fois public et en interne, et maintenant dans sa version virtuelle. Il a écrit Plastics Extrusion Technology, le premier livre pratique sur l'extrusion aux États-Unis, ainsi que le Plastics Extrusion Operating Manual, mis à jour presque chaque année et disponible en espagnol et en français ainsi qu'en anglais. Pour en savoir plus, consultez son site Web, www.griffex.com, ou envoyez-lui un courriel à [email protected].

Aucun séminaire en direct n'est prévu dans un avenir proche, ou peut-être jamais, car son séminaire audiovisuel virtuel est encore meilleur qu'en direct, dit Griff. Pas de déplacement, pas d'attente pour les dates en direct, mêmes diapositives PowerPoint mais avec des explications audio et un guide écrit. Regardez à votre rythme ; la participation de groupe est offerte pour un prix unique, y compris le droit de poser des questions et d'obtenir des réponses détaillées par e-mail. Appelez le 301/758-7788 ou envoyez un e-mail [email protected] pour plus d'informations.

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