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● Introduction aux outils et équipements de processus d'extrusion
● Composants clés de l'équipement d'extrusion
>> Feed Hopper
>> Baril et vis
>> Systèmes de chauffage et de refroidissement
>> Mourir
>> Équipement en aval
● Types d'outillage d'extrusion
>> 1. Dies
>> 2. Mandrels
>> 3. Blocs factice
>> 4. Tiches et RAM / Plunger
>> 5. Conteneurs et doublures
>> 6. Holsters, bailleurs de fonds et anneaux de matrice
>> 7. outils de formulaire spécialisés
● Matériaux à outils et leur importance
>> Sélection de l'outil d'acier
>> AFFAIRS D'OUTIL COMMUR
● Outillage spécialisé pour différentes applications d'extrusion
>> Extrusion de plastique
>> Extrusion de métaux
>> Extrusion de céramique et de nourriture
● Avances dans l'outillage et l'équipement des processus d'extrusion
● Maintenance et longévité des outils d'extrusion
● Conclusion
● FAQ
>> 1. Quels sont les principaux types de matrices utilisées dans le processus d'extrusion?
>> 2. En quoi les extrudeurs à échelle unique et à double échelle diffèrent-ils en outils et équipements de processus d'extrusion?
>> 3. Quels matériaux sont couramment utilisés pour l'outillage et l'équipement de processus d'extrusion?
>> 4. Quel est le rôle des mandrins dans l'outillage d'extrusion?
>> 5. Comment la maintenance a-t-elle un impact sur les performances des outils et de l'équipement de processus d'extrusion?
● Citations:
Le processus d'extrusion est une pierre angulaire de la fabrication moderne, permettant la création de profils et de formes complexes à partir d'un large éventail de matériaux, y compris des plastiques, des métaux et des céramiques. Au cœur de ce processus se trouve un éventail sophistiqué d'outillage et d'équipement, chacun méticuleusement conçu pour assurer l'efficacité, la précision et la durabilité. Cet article fournit une exploration complète des différents types d'outillage utilisés dans le Processus d'extrusion , plongeant dans leurs fonctions, leurs matériaux et le rôle critique qu'ils jouent dans la formation du produit final.
Introduction aux outils et équipements de processus d'extrusion
L'extrusion est un processus de fabrication continu où les matières premières sont forcées à travers un dé création d'objets d'un profil transversal fixe. Le succès de ce processus dépend fortement de la qualité et de la conception de l'outillage et de l'équipement du processus d'extrusion. Ces outils façonnent non seulement le matériau, mais résistent également aux pressions, des températures et des utilisations répétitives extrêmes, ce qui rend leur sélection et leur maintenance cruciales pour l'efficacité opérationnelle et la qualité du produit [1] [3] [6].
Composants clés de l'équipement d'extrusion
Feed Hopper
La trémie d'alimentation sert de point d'entrée pour les matières premières, garantissant un flux stable et contrôlé dans l'extrudeuse. Sa conception peut inclure des dispositifs de mesure et des agitateurs pour éviter les agglomérations et maintenir la cohérence [5] [6].
Baril et vis
- Barreau: abrite la (s) vis et fournit la chambre primaire pour la fusion, le mélange et la transmission du matériau.
- Vis (s): le composant central responsable du transport, de la compression et de la fonte du matériau. La géométrie et la configuration de la ou des vis sont adaptées à des matériaux et des applications spécifiques [3] [6].
Systèmes de chauffage et de refroidissement
Les éléments de chauffage intégrés (électriques ou vapeur) et les systèmes de refroidissement régulent la température dans le canon, assurant un traitement optimal des matériaux [3] [6].
Mourir
La matrice est l'outil de mise en forme critique à la fin du canon. Sa conception détermine le profil transversal du produit extrudé et doit être conçu avec précision pour chaque application [3] [6] [7].
Équipement en aval
Après extrusion, les équipements en aval tels que les plombs, les réservoirs de refroidissement et les coupeurs affinent et finalisent le produit, garantissant qu'il répond aux spécifications souhaitées [5].
Types d'outillage d'extrusion
L'outillage et l'équipement du processus d'extrusion peuvent être classés en fonction du type de matériau traité, de la méthode d'extrusion et du produit final souhaité.
1. Dies
Les matrices sont le composant d'outillage le plus essentiel du processus d'extrusion. Ils définissent la forme et les dimensions du produit final. Il existe plusieurs types de matrices:
- Dies solides: utilisés pour créer des profils solides.
- Dies creuses: incorporer des mandrins pour former des cavités internes, telles que les tubes et les tuyaux.
- Spider, hublot et pont décèdent: conçu pour des profils creux complexes, ces matrices utilisent des supports internes (jambes) pour maintenir le mandrin et permettre au matériau de circuler autour d'eux, fusionnant en aval pour former la forme finale [2] [7] [8].
- Dies en feuille: matrices plates utilisées pour produire des feuilles ou des films continus, commun dans l'extrusion de plastique [4] [7].
- Tubes et messes mettant: Spécialisé pour la création de tuyaux, de tubes et de veste à câble [4] [7].
- Dies de films soufflés: Dies annulaires utilisées dans le processus d'extrusion de film soufflé pour créer des films plastiques minces [4] [7].
2. Mandrels
Les mandrins sont utilisés conjointement avec des matrices creuses pour former des cavités internes. Il existe deux types principaux:
- Mandrels fixes: intégrés dans le bloc et la tige factice, fournissant un support stationnaire pour la billette [2].
- Mandrels flottants: soutenu par la matrice et autorisé à s'auto-aligner pendant l'extrusion, adapté à certains profils creux [2].
3. Blocs factice
Les blocs factices sont placés entre la RAM et la billette, protégeant le RAM contre le contact direct avec la billette chaude et garantissant une répartition de la pression. Les blocs factices échangeables sont courants dans les processus d'extrusion directs et indirects [1] [8].
4. Tiches et RAM / Plunger
La tige relie la RAM ou le piston au bloc factice, transmettant la force pour pousser la billette à travers la filière. Le RAM ou le piston lui-même est un élément clé de la presse, en particulier dans l'extrusion du métal et de la céramique [1] [5] [8].
5. Conteneurs et doublures
Le récipient maintient la billette pendant l'extrusion, tandis que la doublure protège le récipient de l'usure et des dommages thermiques. Ces composants sont soumis à des températures et des pressions élevées, nécessitant des matériaux robustes et une ingénierie précise [1] [8].
6. Holsters, bailleurs de fonds et anneaux de matrice
Ces structures de support offrent une stabilité et une résistance à l'assemblage de la matrice, empêchant la déformation sous pression et assurant une extrusion précise [1] [8].
7. outils de formulaire spécialisés
- Dies de formation à froid: utilisés dans l'extrusion de métaux pour des formes axiales précises, telles que les splines et les dentelures [7].
- Dies de formation d'étirement: employés dans les industries aérospatiales et automobiles pour plier les profils extrudés dans des formes complexes [7].
Matériaux à outils et leur importance
Le choix des matériaux pour l'outillage et l'équipement de processus d'extrusion est essentiel en raison des conditions de fonctionnement exigeantes.
Sélection de l'outil d'acier
Les aciers à outils à chaud sont couramment utilisés pour la fabrication de matrices, les mandrins, les blocs factice et d'autres composants critiques. La sélection dépend de:
- Température de fonctionnement: différents alliages sont adaptés à l'extrusion d'aluminium, de cuivre ou d'acier, chacune avec des gammes de température spécifiques [1].
- Résistance à l'usure: une dureté élevée et une ténacité sont nécessaires pour résister à l'abrasion et au cyclisme thermique.
- Traitements de surface: la nitrade et la nitrocarburisation augmentent la dureté de surface et prolongent la durée de vie de l'outil, en particulier pour les matrices [1].
AFFAIRS D'OUTIL COMMUR
- uddeholm orvar 2 microdized
- uddeholm vidar 1
- Uddeholm Qro 90 Supreme
- uddeholm dievar
Chacun de ces aciers offre des propriétés uniques adaptées à des applications d'extrusion spécifiques, équilibrant la résistance à la chaleur, la ténacité et la résistance à l'usure [1].
Outillage spécialisé pour différentes applications d'extrusion
Extrusion de plastique
- Extrudeurs à vis: idéal pour les profils simples et les produits en plastique standard.
- Extrudeurs à double vis: Fournir un mélange amélioré et sont utilisés pour les formulations complexes, le mélange de couleurs et les applications à haut débit [4] [5] [7].
- Feuille, tube et décès de films soufflés: adapté au produit spécifique fabriqué, tels que des feuilles, des tuyaux ou des films [4] [7].
Extrusion de métaux
- Extrudeurs RAM ou piston: utilisés pour les matériaux à haute résistance comme l'acier, le cuivre et l'aluminium.
- Dies formant à froid: Activez la création de géométries complexes précises en parties métalliques [7].
Extrusion de céramique et de nourriture
- Extrudeurs à double échelle et à rouleaux: Utilisé pour mélanger et façonner les matériaux avec des exigences de traitement uniques, telles que la céramique ou les produits alimentaires [5].
Avances dans l'outillage et l'équipement des processus d'extrusion
Les outils et l'équipement de processus d'extrusion modernes ont évolué pour intégrer l'automatisation, les matériaux avancés et l'ingénierie de précision:
- Outils de formulaire automatisé: augmenter l'efficacité et la cohérence, réduisant l'intervention manuelle et les déchets [7].
- Outillage personnalisable: permet des changements rapides et une adaptation aux nouveaux conceptions de produits.
- Systèmes de surveillance intégrés: améliorer le contrôle des processus, assurer des performances optimales de l'outil et une qualité de produit.
Maintenance et longévité des outils d'extrusion
Une maintenance appropriée est essentielle pour maximiser la durée de vie et les performances de l'outillage et de l'équipement de processus d'extrusion:
- Inspection régulière: identifie l'usure, la fissuration ou la déformation avant la défaillance.
- Traitements de surface: Re-Nitridage ou récupération périodique peut restaurer la dureté de surface et porter une résistance [1].
- Planification de remplacement: les composants critiques comme les matrices, les blocs factice et les doublures doivent être remplacés en fonction des modèles d'utilisation et d'usure pour éviter les temps d'arrêt imprévus [1] [8].
Conclusion
L'outillage et l'équipement de processus d'extrusion forment l'épine dorsale d'une fabrication efficace et de haute qualité dans toutes les industries. Des matrices et des mandrins fondamentaux aux outils de formulaire automatisés avancés, chaque composant joue un rôle essentiel dans la mise en forme, le soutien et le raffinement du produit final. La sélection minutieuse des matériaux d'outils, l'ingénierie précise et la maintenance diligente sont essentielles pour maximiser la productivité et garantir des résultats cohérents. À mesure que la technologie progresse, le processus d'extrusion continue d'évoluer, offrant une plus grande flexibilité, efficacité et complexité des produits que jamais auparavant.
FAQ
1. Quels sont les principaux types de matrices utilisées dans le processus d'extrusion?
Il existe plusieurs principaux types de matrices, y compris des matrices solides pour des profils simples, des matrices creuses avec des mandrins pour les tubes et les tuyaux, les matrices d'araignée / hublot / pont pour des formes complexes creuses, des matrices de feuilles pour les films et les feuilles et les matrices de films soufflés pour des films en plastique mince [2] [4] [7].
2. En quoi les extrudeurs à échelle unique et à double échelle diffèrent-ils dans l'outillage et l'équipement de processus d'extrusion?
Les extrudeurs à vis unique sont idéaux pour une extrusion simple de plastiques et sont largement utilisés pour des produits comme les tuyaux et les feuilles. Les extrudeurs à double vis offrent des capacités de mélange et de traitement améliorées, ce qui les rend adaptées aux formulations complexes, au mélange de couleurs et aux applications à haut débit [4] [5] [7].
3. Quels matériaux sont couramment utilisés pour l'outillage et l'équipement de processus d'extrusion?
Des aciers à outil de travail à chaud tels que Uddeholm Orvar 2 Microdized, Vidar 1, QRO 90 Supreme et Dievar sont couramment utilisés. Ces matériaux offrent une résistance à chaud, de la ténacité et une résistance à l'usure élevées et sont souvent traités à la surface pour une durée de vie prolongée [1].
4. Quel est le rôle des mandrins dans l'outillage d'extrusion?
Les mandrins sont utilisés pour former des cavités internes dans des extrusions creuses. Les mandrins fixes sont intégrés dans le bloc et la tige factice, tandis que les mandrins flottants s'alignent pendant l'extrusion. Les deux types sont essentiels pour produire des tubes et d'autres profils creux [2].
5. Comment la maintenance a-t-elle un impact sur les performances des outils et de l'équipement de processus d'extrusion?
L'inspection régulière, le remplacement opportun des composants usés et les traitements de surface comme la nitrade sont essentiels pour maintenir les performances et la longévité de l'outil. La maintenance appropriée minimise les temps d'arrêt et garantit une qualité de produit cohérente [1] [8].
Citations:
[1] https://www.uddeholm.com/app/uploads/sites/240/2024/05/tech-uddeholm-extrusion-en-2.pdf
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Extrusion
[3] https://www.macocorporation.com/blog/extruder-machine/
[4] https://plasticextrusiontech.net/machines-used-in-the-plastic-extrusion-process/
[5] https://jieyatwinscrew.com/blog/exploration-extrusion-equipment/
[6] https://engitech.in/extrusion-machines-and-extruders-guide/
[7] https://www.yjing-extrusion.com/what-are-the-different-types-of-forme-tools-for-extrusion-machines.html
[8] https://geminigroup.net/Understanding-aluminim-extrusion-dies/
[9] https://www.conairgroup.com/resources/resource/what-are-the- trois-primary-types-of-Sizing-tooling-for-extruded-bebe-and-pipe/
[10] https://www.ptonline.com/articles/how-to-select-the--might-tooling-for-pipe-extrusion
[11] https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/plastic-extrusion
[12] https://www.globalspe.com/learnmore/manufacturing_process_equipment/manufacturing_equipment_components/extrusion_machines
[13] https://paulmurphyplastics.com/industry-news-blog/understanding-extrusion-process/
[14] https://www.lightmetalage.com/news/industry-news/extrusion/material-selection-for-extrusion-tooling/
[15] https://www.conairgroup.com/resources/resource/extrusion-processing-basic-guide-to-auxiliary-equipment/
[16] https://www.bwcprofiles.co.uk/extrusion-academy/a-comprehensive-guide-the-the-process-importance-of-extrusion-tool-making
[17] http://www.industrialextrusionmachinery.com/plastic_extrusion_overjacketting_and_tubing_extrusion.html
[18] https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/an-in-epth-look-at-extrusion
[19] https://www.fictiv.com/articles/plastic-extrusion-explamé
[20] https://paretoplastic.com/plastic-extrusion-design-tooling-guide/
