Filtration de matière fondue : quand un changeur de tamis suffit

La filtration de matière fondue en extrusion se situe entre l’extrudeuse et la filière. Elle retient les impuretés, mais elle influence aussi la pression du polymère fondu. C’est pourquoi un changeur de tamis ne doit pas être considéré comme un simple porte-filtre.

La bonne question n’est pas de savoir quel système est le plus sophistiqué. Il faut d’abord savoir si la matière est propre, à quelle vitesse le tamis se charge et quelle perturbation de pression le tube ou le profilé peut accepter.

Sur les lignes Jinxin de tubes PPR, PE, PP et de profilés rigides, la matière est souvent un granulé composé relativement propre. Dans ce cas, un système automatique n’est pas nécessairement le choix par défaut. Avec du recyclé ou du rebroyé chargé en impuretés, la situation change fortement.

Réponse rapide

Un changeur de tamis maintient le paquet filtrant dans le flux de matière fondue et permet son remplacement lorsqu’il est chargé. Il protège la filière contre les particules, les gels et les résidus dégradés, tout en maintenant une pression exploitable.

Un système manuel ou hydraulique peut convenir avec des granulés propres et des changements peu fréquents. Un changeur automatique ou continu devient plus pertinent pour le recyclage, la granulation, les matières très contaminées ou les longues productions où chaque arrêt coûte cher.

Pour replacer ce choix dans la ligne complète, consultez les lignes d’extrusion plastique et la ligne d’extrusion de tubes PPR.

Ce que filtre la matière fondue

Le paquet de tamis est généralement supporté par une plaque perforée entre la sortie de vis et la filière. La matière fondue traverse une ou plusieurs couches de maille métallique.

Les contaminants typiques sont :

• particules non fondues ou gels durs ;
• polymère carbonisé par dégradation thermique ;
• poussière métallique ou particules d’usure ;
• fibres, papier, bois ou poussières de manutention ;
• fragments d’autres polymères dans les matières recyclées.

La plaque perforée soutient le tamis face à la pression. Le tamis crée aussi une contre-pression. Modérée, elle peut aider la stabilité du fondu. Trop élevée, elle devient un facteur de dérive.

Pourquoi la pression change

Un tamis propre offre une surface ouverte importante. À mesure que les contaminants s’accumulent, cette surface diminue et la pression amont monte. Cette montée se voit dans la pression de tête, la charge moteur ou la température de matière.

Quand un tamis chargé est remplacé par un tamis propre, la résistance chute brusquement. La perturbation peut arriver jusqu’à la filière et provoquer variation d’épaisseur, changement de diamètre extérieur, déformation du profilé ou segment de rebut.

Allan Griff explique dans Plastics Technology que la pression chute soudainement lors du changement de tamis colmatés et que la vitesse de vis ou la vitesse de ligne peut devoir être ajustée. Parkinson Technologies rappelle aussi que les changeurs continus doivent être réglés à partir de la pression de tamis propre et de la hausse acceptable.

Granulés propres et matière recyclée

Avec un granulé composé propre, comme dans beaucoup de lignes de tubes PPR, PE ou PP et de profilés rigides, la charge de contamination est faible. Le besoin principal est un bon choix de tamis, une surveillance de pression et une maintenance régulière.

Le recyclé ou le rebroyé peut contenir papier, métal, poussière, polymères différents, résidus dégradés ou particules non fondues. Le tamis se charge alors plus vite, la pression monte plus vite et les changements deviennent plus fréquents.

Avant de valider une production avec recyclé, il faut préciser :

• la part de matière vierge, rebroyée et recyclée ;
• si le rebroyé est post-industriel propre ou post-consommation mélangé ;
• la finesse de tamis nécessaire ;
• la hausse de pression acceptable ;
• la quantité de rebut tolérée après chaque changement.

Manuel, hydraulique ou automatique

Manuel ou à boulon. Simple et économique. Adapté aux changements peu fréquents et aux produits qui tolèrent une courte perturbation.

Hydraulique à plaque ou piston. Plus rapide et plus sûr pour l’opérateur. La fluctuation de pression peut toutefois rester présente.

Automatique ou continu. Renouvelle la zone filtrante pendant que la ligne continue à fonctionner. Pertinent pour le recyclage, la granulation et les matières fortement contaminées.

Automatique ne signifie pas toujours meilleur. Si une ligne de tube ou profilé utilise des granulés propres, le système continu peut ajouter coût et maintenance sans gain réel.

Un tamis plus fin n’est pas toujours meilleur

Une maille fine retient des particules plus petites, mais elle augmente la résistance et se colmate plus vite. Une maille trop grossière protège moins la filière.

Le bon choix est un compromis entre qualité, protection de l’outillage, pression et fréquence de changement. En cas de points noirs ou gels, la filtration est une piste, mais il faut aussi vérifier la dégradation matière et les dépôts dans la filière. Voir points noirs en extrusion.

Lien avec pompe à matière et poids au mètre

Une pompe à matière peut stabiliser le débit et la pression, mais elle ne filtre pas les contaminants. Si le tamis se colmate à cause d’une matière sale, la pompe ne supprime pas la cause.

Cette page doit donc être lue avec pompe à matière pour extrusion et contrôle du poids au mètre. Filtration, pression et consommation par mètre sont liées, mais chacune répond à un problème différent.

Pour un diagnostic plus large, consultez le guide de dépannage en extrusion plastique.

Points à préciser dans une demande de prix

• matière et pourcentage de recyclé ou rebroyé ;
• niveau de contamination attendu ;
• type de produit et tolérance ;
• débit cible et durée de production ;
• fréquence estimée des changements de tamis ;
• pression maximale acceptable avant changement ;
• possibilité ou non d’arrêter la ligne.

Si un fournisseur recommande un système automatique, la justification doit venir de la contamination, de la fréquence de changement, du coût d’arrêt ou de la tolérance produit.

Conclusion

La filtration de matière fondue est une décision de procédé. Le changeur de tamis contrôle ce qui arrive à la filière et le comportement de la pression avant la filière.

Avec des granulés propres en production de tubes ou profilés, une solution manuelle ou hydraulique bien choisie peut suffire. Avec du recyclé, du rebroyé ou une granulation chargée en impuretés, un système automatique ou continu mérite une analyse.

Pour configurer une ligne, contactez Jinxin avec la matière, le taux de rebroyé, le débit et les tolérances.

FAQ

Qu’est-ce que la filtration de matière fondue en extrusion ?

C’est la filtration du polymère fondu avant la filière pour retirer gels, particules dégradées, poussières métalliques et autres contaminants.

Qu’est-ce qu’un changeur de tamis ?

C’est le dispositif qui maintient et remplace le paquet de tamis dans le flux de matière fondue.

Quand faut-il un changeur automatique ?

Lorsque les tamis se chargent vite, que les arrêts coûtent cher ou que la matière contient beaucoup d’impuretés. C’est plus courant en recyclage, granulation et fort taux de rebroyé.

Peut-on utiliser du plastique recyclé en extrusion ?

Oui, mais il faut vérifier la charge de filtration, la pression, la fréquence de changement et la qualité attendue.

Un tamis plus fin améliore-t-il toujours la qualité ?

Non. Il retient mieux les petites particules, mais augmente la pression et peut se colmater plus vite.

Une pompe à matière remplace-t-elle le changeur de tamis ?

Non. La pompe stabilise le débit ou la pression, mais elle ne retire pas les contaminants.

Lectures externes

Plastics Technology / Griffex — Get Smart About Screens

Parkinson Technologies — Screen Changer: Timed vs Pressure Control Screen Movements

Rédigé par

Jason Shen

Fondateur et ingénieur principal, Jinxin Extruder

Jason Shen dirige les projets de lignes d'extrusion monovis de Jinxin Extruder, avec une expérience pratique en configuration machine, réglage d'outillage, essais en usine et dépannage d'extrusion.