Lors du dépannage des extrusions de feuilles plastiques, la présence de lignes transversales périodiques n'indique pas systématiquement une usure ou un désalignement de la vis. Ces marques peuvent être reproduites sur la feuille par la calandre en aval, être dues à une tension instable entre la filière et le dispositif de tirage, ou encore à un fort cisaillement au niveau de la lèvre de la filière. Mesurez d'abord l'espacement des lignes, puis comparez chaque zone avec un signal machine avant de démonter la vis.
Commencez par le motif, pas par la vis.
La forme et l'espacement du défaut permettent d'établir un premier diagnostic. Mesurez la distance entre plusieurs lignes consécutives, puis comparez cet espacement avec les tendances de la vitesse de ligne, de la vitesse de rouleau et de la pression.
| Ce que vous voyez sur la feuille | Zone la plus probable | Premier contrôle |
| Lignes très régulières avec un espacement quasi constant | Entraînement par rouleau, engrenage, chaîne ou roulement | Mesurez l'espacement et comparez-le à la fréquence de roulement ou d'engrenage. |
| Bandes qui s'élargissent ou se rétrécissent lorsque la vitesse de la ligne change | Inadéquation de vitesse ou instabilité de tension | Comparez le rendement de la filière, la vitesse de laminage et la vitesse de traction. |
| Vagues fines et denses à surface mate ou rugueuse | Fracture par cisaillement élevé ou par fusion | Vérifier la température des lèvres de la puce, le débit et l'état de la puce |
| Fissures de thermoformage locales dans la même direction machine | Variation de jauge ou zone surchauffée/mince | Épaisseur de la carte et examiner la fenêtre de chauffage |
Cette approche basée sur le motif est particulièrement utile sur une ligne d'extrusion de feuilles complète , où le défaut peut être introduit après que la matière fondue ait quitté la filière.
Vérifier les vibrations mécaniques de la calandre à trois rouleaux
La calandre à trois rouleaux ou à rouleaux multiples contrôle le refroidissement, l'épaisseur et la reproduction de surface. Si les lignes transversales sont très régulières, vérifiez l'entraînement des rouleaux avant de changer la résine ou de retirer la vis.
Commencez par examiner le réducteur et les engrenages d'accouplement des rouleaux. Une usure locale des dents, une dent endommagée, un jeu excessif ou un mauvais engrènement peuvent engendrer un léger impact une fois par tour ou une fois par cycle d'engrènement. La surface du rouleau transmet ensuite ce léger mouvement périodique à la tôle qui n'est pas encore complètement solidifiée.
Les transmissions par chaîne nécessitent la même attention. Une chaîne détendue peut glisser et osciller ; une chaîne trop tendue peut exercer une traction répétée sur l’arbre du rouleau. Contrôlez la tension de la chaîne, l’usure du pignon, l’état des roulements, l’alignement de l’accouplement et le bâti du support de rouleau. Utilisez un vibromètre sans contact lorsque cela est possible. Ne placez jamais la main à proximité des rouleaux en mouvement ou d’une chaîne exposée ; isolez et verrouillez l’équipement avant toute inspection manuelle.
Vous pouvez estimer la fréquence de vibration à partir de la feuille elle-même :
f = V / L
Ici, f représente la fréquence des défauts, V la vitesse de la ligne de tôle et L la distance mesurée entre deux lignes répétées. Si la fréquence calculée correspond à une rotation de rouleau, un engrenage ou un événement de chaîne, le diagnostic mécanique est considérablement renforcé.
Réglage de la matrice, vitesse de laminage et tension de traction
Toutes les lignes transversales ne sont pas des marques de vibration. Une tôle peut également présenter des bandes épaisses et fines périodiques lorsque la matière fondue est alternativement étirée et relâchée entre la filière, la calandre et le dispositif de tirage.
Le premier contrôle consiste à vérifier le rapport entre le débit de matière fondue et la vitesse en aval. Si les rouleaux ou le dispositif de traction tirent plus vite que le débit de matière fondue ne peut être fourni, la feuille s'amincit ; lorsque la tension se relâche, elle s'épaissit à nouveau. Ce cycle de tension peut se produire même si les engrenages sont en bon état.
Analysez l'évolution des valeurs suivantes ensemble plutôt que de les lire une par une :
- débit de l'extrudeuse ou vitesse de la vis
- Pression de la matrice et température de fusion
- Vitesse du calendrier et de l'enlèvement
- Épaisseur de la feuille mesurée
Une pression qui fluctue régulièrement indique une alimentation instable ou des conditions de fusion irrégulières. Vérifiez le pourcentage de broyage, les différences de débit de fusion entre les lots, la présence de pontages ou de manques d'alimentation au niveau de la trémie, ainsi que les connexions de la résistance chauffante ou du thermocouple. Une variation importante du débit de matière recyclée ou de résine fondue peut modifier la viscosité au point de perturber l'écoulement à la filière. Stabilisez le profil d'alimentation et de température avant d'augmenter la production.
La valeur nominale indiquée sur l'étiquette ne correspond pas à la valeur commercialisable ; la qualité de la résine, l'épaisseur, la capacité de refroidissement et la tension en aval définissent la plage de stabilité.
Éliminer la fracture par cisaillement élevé et la fracture par fusion
Des ondulations fines et rapprochées, à la surface plus sombre, plus rugueuse ou trouble, peuvent indiquer une rupture de la couche fondue. Ce phénomène est une instabilité de surface qui se produit lorsque le taux de cisaillement local au niveau de la lèvre de la filière dépasse la limite de résistance du polymère et de la géométrie de l'outil. Le polymère reprend sa forme élastique à sa sortie de la filière, laissant apparaître un motif rugueux répétitif.
Ce phénomène est différent des vibrations d'un engrenage. Il s'accentue généralement avec l'augmentation du débit ou de la vitesse de la vis, et peut s'atténuer lorsque la viscosité du matériau fondu diminue. Inspectez le bord de la filière pour détecter tout dépôt, dommage ou défaut d'adhérence. Procédez ensuite à un réglage progressif et contrôlé.
- Augmenter la température de la matrice et des lèvres lors d'un petit essai, par exemple de 5 à 10 °C, uniquement dans les limites de la résine et de l'outillage.
- Réduisez la vitesse de la vis ou le débit si l'objectif de production le permet.
- Vérifiez que les écrans, les canaux d'écoulement et la matrice sont propres et correctement assemblés.
- N’envisagez un agent de traitement des polymères compatible ou un lubrifiant interne qu’après avoir examiné les exigences relatives aux matériaux, au contact alimentaire, au recyclage et aux clients.
Si une hausse de température réduit les lignes de coulée tandis que les vibrations mécaniques restent inchangées, cela suggère un problème d'écoulement ou de cisaillement. Un additif ne corrigera pas une filière endommagée, une alimentation instable ou un étirage excessif.
Utilisez une séquence de dépannage sur le terrain sécurisée
Consignez les preuves avant d'effectuer plusieurs modifications simultanément.
- Mesurez le motif.Enregistrez au moins cinq espacements de lignes, la vitesse de ligne, la largeur, l'épaisseur, la qualité de la résine et le débit. Utilisez la formule de fréquence ci-dessus.
- Modifiez brièvement votre vitesse.Vérifiez si l'espacement s'élargit proportionnellement à la vitesse, reste aléatoire ou disparaît.
- Comparez les tendances et inspectez en toute sécurité.Contrôlez la pression de superposition, la température de fusion, la vitesse de la vis, la vitesse de la calandre et la vitesse de tirage. Commencez par une mesure des vibrations ; si une inspection plus poussée est nécessaire, suivez les procédures de consignation.
- Mener un essai contrôlé.Ajustez la température ou le débit de la lèvre de la filière, puis définissez l'épaisseur sur la largeur et dans le sens de la machine.
Conservez un échantillon avant et après chaque essai. Une surface plus lisse ne constitue pas une solution définitive si l'épaisseur ou le comportement de formage varient.
Pourquoi un même défaut peut provoquer des fissures lors du thermoformage
Les lignes périodiques peuvent être associées à une rupture locale lors du thermoformage lorsqu'elles entraînent également une variation d'épaisseur. Une bande mince chauffe plus rapidement, s'étire davantage et peut concentrer les contraintes lors du formage sous vide. Confirmez ce lien à l'aide d'une cartographie d'épaisseur et d'un essai de formage ; vérifiez également la température de la tôle, le temps de chauffage, l'assistance du mandrin, la durée du vide et l'épaisseur finale de la paroi.
Quand faire intervenir le fournisseur de la ligne
Intensifiez les contrôles si le problème persiste après les vérifications mécaniques, les essais de vitesse et un essai de température stable. Préparez les données relatives à la résine, à la ligne et aux défauts afin que le fournisseur puisse dissocier le comportement de l'équipement des conditions liées aux matériaux ou au formage.
Pour une analyse spécifique à votre ligne, comparez vos mesures avec la configuration de la ligne d'extrusion de feuilles PP/PS sélectionnée . Les pages produits présentent une configuration de référence, mais les réglages appropriés de la filière, de la calandre, du refroidissement et du contrôle dépendent du matériau et de l'épaisseur cible.
QFP
Une ligne transversale périodique est-elle toujours due à l'usure des vis ?
Non. Un espacement régulier indique souvent un problème de fréquence d'entraînement par rouleaux ou par chaîne ; l'instabilité de la pression et le cisaillement de la matrice sont d'autres causes fréquentes. Vérifiez ces zones avant de retirer la vis.
Comment puis-je distinguer les vibrations mécaniques de la fracture par fusion ?
Mesurez l'espacement et modifiez brièvement la vitesse de la ligne. Un espacement qui suit la fréquence de roulement ou d'engrenage suggère une cause mécanique ; une rugosité fine qui réagit à la température de la filière ou au débit suggère une rupture de la matière fondue.
Est-il possible d'éliminer les lignes en augmentant la température de la puce ?
Il peut réduire la rugosité liée au cisaillement en abaissant la viscosité du polymère fondu, mais il ne réparera pas un engrenage usé, une chaîne détendue ou un système d'alimentation instable. Effectuez un essai contrôlé à une température de 5 à 10 °C, en respectant les limites de la résine et de la filière, puis vérifiez l'épaisseur.
Décrivez votre procédé d'extrusion de feuilles
L'analyse des défauts transversaux périodiques est facilitée par l'intégration des données de procédé avec l'échantillon de tôle. Transmettez à JWELL les données relatives à votre matériau et à son indice de fluidité, la largeur et l'épaisseur cibles, la vitesse de la ligne, le rendement, les heures de fonctionnement, les tendances de pression et de température, l'espacement des défauts, des photos et tout échantillon présentant un défaut de thermoformage. Nos ingénieurs exploiteront ces informations pour optimiser le procédé, la configuration en aval et définir les prochaines étapes de dépannage. Contactez JWELL pour en discuter.
