Fourreau et Double Vis Parallèles 108/36

Introduction

Le fourreau et double vis parallèles 108/36 est un composant de haute précision conçu pour les extrudeuses bivis corotatives. Il est composé de deux vis interpénétrantes de 108 mm de diamètre fonctionnant côte à côte dans un fourreau commun d’environ 3,9 m de long (L/D = 36). Ce fourreau de grand diamètre assure un débit élevé et un mélange intensif, ce qui le rend idéal pour le traitement des polymères et composites exigeants. En fonctionnement, les vis parallèles garantissent une fusion uniforme et une pression stable, raison pour laquelle ces fourreaux sont largement utilisés sur les lignes de production de tubes PVC, plaques PP/PE, profilés ABS, lames de terrasse en WPC et produits similaires.

Lors de la fabrication, les arbres de vis et le fourreau sont usinés dans un acier allié à haute résistance (couramment 38CrMoAlA ou équivalent) puis durcis en surface. Un traitement typique comprend une nitruration gazeuse (profondeur de couche de ~0,5 à 0,8 mm) suivie d’un chromage dur (~0,05 à 0,1 mm). Cette construction « bimétallique » confère une dureté de surface interne d’environ HRC 58–62 (approximativement HV 850–1000), améliorant considérablement la résistance à l’usure et à la corrosion. À titre d’exemple, les fournisseurs rapportent un rechargement en alliage de nickel d’environ 2 à 3 mm fusionné sur chaque vis pour résister à l’abrasion. Le résultat est un fourreau qui résiste à l’usure des charges abrasives (verre, calcium, fibres de bois, etc.) tout en maintenant des tolérances très serrées (rectitude de la vis ~0,015 mm).

Caractéristiques Principales

• Débit Élevé et Mélange Intensif : Les doubles vis de 108 mm génèrent un cisaillement puissant et une action autonettoyante, produisant des bains de fusion très homogènes et permettant des débits très élevés. (À titre indicatif, un fourreau plus petit de 90/26 produit ~200–250 kg/h pour le PVC ; un ensemble 108/36 peut traiter des volumes proportionnellement plus importants grâce à un entraînement robuste.) Les vis interpénétrantes assurent un mélange distributif et dispersif intensif, essentiel pour les composés chargés ou multi-composants.
• Construction Modulaire : Le fourreau est construit en segments (alimentation, transition, dosage, etc.) et les vis se composent d’éléments interchangeables (blocs de malaxage, malaxeurs, éléments de coupe) assemblés bout à bout par boulonnage. Cette conception modulaire simplifie la personnalisation et la maintenance. Les sections usées peuvent être remplacées individuellement sans jeter la vis entière, réduisant ainsi au minimum les temps d’arrêt.
• Conception Bimétallique Résistante à l’Usure : L’acier allié trempé (38CrMoAlA) avec chemisage nitruré/bimétallique confère au fourreau une durabilité exceptionnelle. Polytech note que la nitruration et les chemisages bimétalliques en option permettent d’atteindre une dureté de surface effective allant jusqu’à ~HRC60 (HV ~850–1000). Des fournisseurs comme Zhejiang Guangming proposent des couches de rechargement épaisses (>2 mm) en alliage de nickel sur les doubles vis pour les environnements abrasifs. Dans l’ensemble, ces fourreaux résistent à des années d’utilisation, même avec des mélanges abrasifs de PVC et de WPC.
• Contrôle Précis de la Température : Le long fourreau L/D=36 est divisé en plusieurs zones chauffées indépendamment. Une régulation stricte de la température évite les surchauffes (critique pour le PVC) et garantit une qualité de matière fondue constante. Des canaux de refroidissement à eau sont généralement intégrés pour maintenir une viscosité stable du polymère fondu.
• Production Stable et Flexibilité : La configuration corotative et le profil de vis ajusté assurent un fonctionnement fluide et auto-compensateur avec des pulsations minimales. Cette conception prend en charge une large gamme de matériaux (PVC, PE, PP, ABS, plastiques techniques, mélanges de caoutchouc, etc.). Le remplacement des éléments de vis permet d’ajuster le temps de séjour, le cisaillement et la compression selon les différentes recettes.

Structure et Matériaux

Un ensemble fourreau et double vis 108/36 est généralement conçu à base d’acier allié 38CrMoAlA (ou équivalent) pour les vis comme pour le fourreau. Les spécificités clés de fabrication comprennent :

• Matériau de Base : Acier allié à haute résistance (ex. JIS-SACM645/38CrMoAlA) pour une ténacité optimale à cœur.
• Durcissement : Nitruration gazeuse (profondeur de ~0,5–0,8 mm) suivie d’une trempe, produisant une dureté interne de ~HRC58–62.
• Rechargement Bimétallique / Soudé : Sur la couche nitrurée, un alliage à base de nickel est soudé pour obtenir une couche d’usure de ~2–3 mm (HRC56–64).
• Chromage (Optionnel) : Une fine couche de chrome dur (~0,05–0,1 mm) peut être appliquée pour renforcer davantage la résistance à la corrosion.
• Tolérances : La fabrication respecte des tolérances serrées (faux-rond intérieur du fourreau ±0,025 mm/in, rectitude de la vis ~0,015 mm) afin d’assurer un jeu minimal.
• Finition : La rugosité de surface interne finale du fourreau est très faible (Ra ≈ 0,4 µm) pour une alimentation fluide.

Performances

Sur une extrudeuse bivis, le fourreau 108/36 permet d’atteindre un débit très élevé. Bien que le débit exact dépende du matériau et de la conception de la vis, les fabricants font état de centaines de kilogrammes par heure pour la transformation du PVC et du PE. En comparaison, un fourreau de profilé 90/26 est calibré pour environ 200–250 kg/h. Le passage au 108/36 (offrant près de 44 % de circonférence supplémentaire par vis) permet d’alimenter des volumes de matière nettement supérieurs. Avec une motorisation puissante (souvent 60–100 kW ou plus) et un refroidissement adéquat, une ligne bivis de 108 mm peut largement dépasser les 400 kg/h sur les polymères standards.

Les paramètres de fonctionnement typiques incluent des vitesses de rotation de 20 à 50 tr/min et des températures de fourreau multizones ajustées au polymère. La configuration parallèle corotative permet de répartir le couple entre les vis, autorisant des vitesses d’arbre plus élevées que les systèmes contrarotatifs. Les fabricants obtiennent ainsi une pression et une vitesse très stables, même sous fortes charges. Comme le souligne Polytech, les doubles fourreaux parallèles « garantissent une pression d’extrusion stable et une qualité de produit homogène », y compris à haut débit.

Maintenance et Entretien

Un entretien rigoureux prolonge la durée de vie du fourreau. Les opérateurs doivent contrôler régulièrement le jeu vis/fourreau. Polytech recommande d’intervenir lorsque l’usure approche 0,2 à 0,3 mm (au-delà, l’efficacité de mélange et le contrôle de la pression se dégradent). Lorsque ces seuils sont atteints, les solutions incluent le re-chromage de l’intérieur du fourreau ou le remplacement des segments usés. Les bonnes pratiques consistent à maintenir propres la trémie et les évents de dégazage, à vérifier le bon fonctionnement de toutes les zones de chauffe et à surveiller la charge du moteur.

L’installation doit garantir un alignement parfait des fourreaux et des vis, des accouplements étanches et des paliers robustes. Après montage, faites tourner l’extrudeuse à vide à basse vitesse pour vous assurer d’une rotation fluide. De nombreux fournisseurs (comme Zhejiang Guangming) proposent une assistance technique à vie et des pièces de rechange pour les systèmes bivis. Conserver en stock des colliers chauffants, des thermocouples et même un élément de vis ou un chemisage de rechange permet de réduire considérablement les temps d’arrêt.

Conclusion

Le fourreau et double vis parallèles 108/36 est un équipement d’extrusion haute performance conçu pour maximiser le débit et la durabilité. Son grand diamètre et son rapport L/D élevé permettent le compoundage et l’extrusion intensive du PVC, PP, ABS et des plastiques chargés. Grâce à sa conception en 38CrMoAlA durci et ses couches profondes de nitruration/bimétal, il résiste à l’usure abrasive tout en assurant la régularité du produit final. Qu’il s’agisse de fabriquer de grands profilés PVC, des panneaux WPC ou des plastiques techniques, cette géométrie de fourreau offre un mélange efficace, un fonctionnement stable et une durée de vie prolongée. Une maintenance régulière combinée à sa conception modulaire robuste garantit aux industriels des performances fiables et pérennes sur leurs lignes d’extrusion bivis.